互通主线及匝道溶洞技术交底下发.docx

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互通主线及匝道溶洞技术交底下发

xx省交通工程建设集团有限公司

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工程名称

x

工程部位名称

桩基础

工程工序名称

溶洞处理

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安全□技术□

技术交底内容：

本技术交底适用范围：

x化互通主线桥及B、C、E匝道桥，适用对象：

桥梁三队。

现将桩基溶洞处理技术交底下发至你队，希遵照执行。

一、开化互通主线桥及B、C、E匝道桥地质状况

x区域溶岩十分发育，溶洞多而广，部分溶洞洞径大，呈充填、半充填软塑状亚粘土混碎石及无填充状态。

根据桩基逐根钻孔地质勘测显示溶洞大概可分为4类，即空溶洞、多层溶洞、大型溶洞（H＞5m）及超大型溶洞（H＞10m）、有充填物溶洞。

其充填物主要有亚粘土、粘土、含砾亚粘土、含碎石性粘土、含角砾亚粘土、软塑状亚粘土等。

具体分布如下：

主线桥右幅4#-3、6#-1、7#-8#墩、9#-1、10#-11#墩12#-2，主线线桥左幅3#-2、6#-8#墩、9#-1、10#墩、11#-2，B匝道桥0#台、2#-1、3#-5#墩，C匝道桥0#台-3#墩、5#-6#墩，E匝道桥0#台-8#墩，最大的溶洞洞高达28.8m，而且有的溶洞之间互相连通，有的溶洞呈串珠状多层溶洞，具体情况见地质勘察报告。

因此开化互通主线桥及B、C、E匝道桥桩基施工必须针对溶洞地质状况（溶洞位置、大小、溶洞填充状态、填充物性质、漏水情况、与地下水流向等）制定专项施工方案，对溶洞进行有针对性处理，确保互通主线桥及匝道桥桩基钻孔、灌注施工顺利进行。

二、施工准备

对较大溶洞、贯通溶洞、无充填溶洞等采用灌浆法进行预处理，加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到一定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。

溶洞预处施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加

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xE匝道桥

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入一道预处理工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。

配备处理施工故障的备用机具设备，如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。

对现场施工人员下发详细技术交底，制定详细的有针对性的应急预案和施工技术保障措施。

三、总体施工方法

（一）方法选择

根据掌握的地质状况及施工特点，从技术、经济等方面经过比较，采用挖孔桩孔壁支护法、钻孔施工法及钻孔桩护筒跟进法三种施工技术配合使用来处理溶洞。

具体如下：

1、挖孔桩孔壁支护施工法

    桩长在25m以下，有溶洞且溶洞较小（一般在5m以下）的桩基地层中无较厚砂砾层或砂层，且溶洞水位较低时采用挖孔桩孔壁支护法较为适宜。

2、钻孔施工法

桩长在25m以上，当地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石，地下涌水量较大有溶洞且溶洞较大（一般在5m~10m间），孔内水位较高时采用钻孔施工法较为适宜。

3、钻孔桩护筒跟进法

当桩基地层中存在较厚的砂砾堆积层，且溶洞上方有较厚的砂砾层，溶洞在10m

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x桥及B、C、E匝道桥

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以上的且溶洞呈充填、半充填状态采用护筒跟进法较为适宜，采用钢护筒沉放穿过淤泥、砂砾堆积层、溶洞区域，增强桩基护壁强度，保证正常混凝土灌注，防止塌孔。

（二）施工方法

1、挖孔桩孔壁支护法施工方法

溶洞区域挖孔施工必须先仔细熟悉各桩位的地质柱状构造图，并作好详细的技术交底。

同时应特别强调必须严格遵循先超前钎探地质情况，后进行挖孔作业的原则。

（1）无填充物的溶洞内挖孔施工

采用分层回填夯实黏土或砂性土等，先将溶洞填实填满，然后再进行人工挖孔施工。

[1]溶洞打开施工

①在探明溶洞部位后，施工至洞顶时应提前做好相关的安全防护工作：

利用护壁采用脚手钢管搭设安全施工平台，作业人员系好安全绳、机具栓捆保险绳等，防止坠落事故。

②采用风镐人工凿开溶洞，完成后应撤出洞内施工机具、施工平台，施工人员撤至孔外。

[2]溶洞填充施工

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①洞内填充物可采用黏土、砂土或细小的毛渣石、泥夹石等材料，所用材料必须处于硬塑状态，否则应先翻晒合格后再进行使用。

②洞内回填：

根据溶洞大小确定每次向洞内回填量，应下人对其进行整平、夯实处理。

整平夯实范围不小于桩径的3倍。

分阶段逐层进行回填施工，直至填满溶洞为止。

[3]按照正常挖孔方法进行已填满的溶洞区域挖孔施工。

（2）有填充物的溶洞内挖孔施工

对于溶洞内有填充物的，应先查明填充物是处于软～流塑状态还是硬塑状态，然后分别对待处理：

软～流塑状态的采用地质注浆先对桩身周围进行注浆固化处理，然后再采用人工挖孔施工；硬塑状态的则直接进行人工挖孔施工。

[1]有软-流塑状态填充物的溶洞

施工前应彻底调查清楚填充物的填充程度，如果较少且为稀释浆液，则采用砂石泵进行抽排处理；如果较少不能抽排的则直接对溶洞进行填充处理；如果较多则采用地质注浆对其进行固化处理，然后再按照正常状态下进行挖孔施工。

①抽排处理

a、施工准备：

在墩位旁挖设储浆池，其大小应能满足抽排和弃运相协调的目的。

b、利用出渣起重卷扬机将泥浆砂石泵吊入洞内，然后进行强力抽排。

砂石泵扬程要求大于50m。

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xC、E匝道桥

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c、及时将抽排出的浆体转运至专用弃土场进行处理。

②填充处理：

具体施工方法与空溶洞填充处理相同，填充完毕后再进行挖孔施工。

在软塑～流塑状态的淤泥质粘土层中成孔必然会引起桩孔缩颈导致成孔困难。

为避免桩孔缩颈，在浇筑紧挨淤泥层的上部一节护壁混凝土前，沿桩孔四周外侧的斜下方打入小毛竹超前锚杆，在开挖下一模的淤泥质土时利用毛竹挡土防止桩孔内陷。

毛竹的直径30～40mm、长度1.5m、间距80～120mm。

进入淤泥层后每次的开挖深度由1m减小为0.5m，减少桩孔土壁直立的高度和时间。

本节成孔后随即同样打入小毛竹并浇筑护壁混凝土。

挖孔桩孔壁支护采用加筋混凝土护壁，护壁混凝土标号为C25，每层护壁之间预埋钢筋确保混凝土护壁连接成为整体。

采用水泵抽干孔内积水 ，利用孔壁支护，穿过泥质亚粘土砂砾层。

每挖完一段，应立即放置模板，定位后，浇注护壁混凝土。

桩孔开挖中，为防止大面积同时抽取岩层水引起场地附近地下水位下降造成的不利影响，桩孔挖至接近岩面时停止全面开挖，转而“逐个击破”，避免多桩同时抽水，对没有溶洞或溶洞中有填充物的桩应先行开挖，随挖随浇，尤其是邻近旧建筑物的桩更应先行开挖并灌注混凝土，以封堵岩石中的裂隙，减少裂隙水的大量连通，利

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x桥及B、C、E匝道桥

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于最后对溶洞进行处理，减轻对邻近建筑物的影响。

挖孔桩穿过溶洞时，由于溶洞内填充物多为淤泥、软粘土及水等，难以做一般的混凝土护壁。

对小溶洞可采用混凝土填充，而对较大的溶洞，在溶洞位置的高度范围内采用钢套管，起护壁作用，解决挡土挡水和浇筑混凝土的困难，也保证了桩身强度。

入岩后使用浅眼爆破法清除岩石，并严格控制炸药用量，防止震坏井壁，采用电引爆装置进行引爆，以确保工人人身的安全。

2、钻孔施工方法

钻孔前掌握桩基的溶洞地质状况（溶洞位置、大小、溶洞填充状态、填充物性质、漏水情况、与地下水流向等），对不同的地质状况采取不同的处理方法。

（1）砂砾层的钻孔处理

对于有溶洞区域的砂砾层必须足够重视，尤其处于较大溶洞区域的砂砾层处理应高度重视，防止塌孔造成护筒和钻机陷入现象，极易造成安全事故。

采用比钻孔桩设计桩径大10cm，壁厚8mm的钢护筒，随钻孔渐次下至砂层，起支护作用，可避免因溶洞漏浆造成砂层溜坍。

即使出现孔内漏浆，水位下降，砂层也不会垮塌。

具体的施工方法如下：

　　①先埋设钢护筒（壁厚8mm），钻孔时加大钻头直径至大于桩径10cm，钻进时

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x、C、E匝道桥

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注意控制泥浆浓度和钻机进尺；

　②随施工进尺的速度，提起钻头，接长钢护筒，接头处焊结牢固，并用φ20mm钢筋对接帮焊加固 ；

③在护筒顶部盖一块厚10mm的钢板，提起钻头，用钻头轻砸中心，冲砸时要控制好护筒中心位置，注意要及时调整，千万不能偏孔，否则，砸下去后很难调整过来。

要注意在施工中要及时判砂层的深度，保证钢护筒应下至穿过砂层0.5米以上。

另外如果在孔内涌水量不大的情况下也可以采用人工挖孔的施工方法 ，利用混凝土护壁支护，穿过砂层。

（2）溶洞的处理

①各孔周围准备足够的小片石和粘土，粘土要做成泥球状（φ15～20 cm）或饼状，用薄膜包裹，防止干裂。

同时，在施工过程中最好配备一台ZL50C型装载机，司机随时候命，当遇到溶洞漏浆时，迅速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水。

　　②当钻至离溶洞顶部附近时，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。

一旦发现泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：

1的比例回填粘土和片石，仍采用小冲程轻砸，让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。

要特别提醒的是：

千万不要

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有抢工期、抢进度的思想，一定要待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁后并且泥浆漏失现象全部消失后才能转入正常钻进。

　　③对于漏浆严重或多次漏浆，回填粘土和片石没有作用，采用直接灌注水下混凝土的方法堵漏，具体措施如下：

按照灌注水下混凝土的施工方法下导管至已钻孔孔底0.3~0.5m；灌注水下混凝土，至溶洞填充完毕，判断标准以灌注混凝土面超过溶洞顶1m左右且混凝土不再下降为准；待混凝土强度达到30%~50%左右后，重新钻进。

（3）水下混凝土灌注过程中流失的处理

   溶洞区域钻孔灌注桩水下混凝土实际灌注的数量一般要大大超过设计数量，对无填充的且各个溶洞互相贯通的溶洞尤为突出，极易造成混凝土的流失。

对于有填充的溶洞由于混凝土的侧压力大于泥浆的侧压力，故在钻孔过程中形成的泥浆护壁容易被挤破，造成混凝土流失。

所以要求现场技术人员在混凝土灌注过程中必须观察测量混凝土面下降情况，并在混凝土灌注结束后不得立即拔出导管，必须观察测量混凝土面状况，待混凝土面稳定后方可拔出导管。

防止拔出导管后，混凝土面下降造成断桩。

一旦发现混凝土面下降必须立即重新开盘灌注混凝土。

　　针对水下混凝土灌注过程中流失的现象，我们采取了以下施工措施：

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①加大混凝土生产和运输能力，采用混凝土集中拌和站，生产能力为40m3/h，两台罐车运输。

　　②加大混凝土初存量，如按正常施工混凝土初存量应为3m3，考虑到溶洞的影响，我们加大初存量为4.5m3，避免因首盘混凝土数量不够造成导管埋深不够而断桩。

　　③灌注过程中加大导管埋深，我们一般控制导管埋入深度不小于3米，灌注时要勤于测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断。

防止突然混凝土面下降导管悬空造成断桩事故。

　　④对漏浆严重或多次漏浆的个别孔，应做到心中有数，在灌注时应加大混凝土灌注高度，一般考虑要超过设计高程1.5~2.0米，尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成断桩。

3、钻孔桩护筒跟进法施工方法

对于大型溶洞或半充填的溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层时，为防止泥浆突然流失，造成孔壁坍塌，采取护筒跟进法施工。

具体做法为：

现场准备大量足够的片石、粘土混合物（比例1：

1）。

在地质超前钻探的基础上，根据地质超前钻探结果，确定护筒的埋入深度，有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上。

护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。

为保证钢护筒正常沉入，冲钻过程中外钢护筒跟进沉入，正常钻进溶洞顶部1m处，将钻头提起，用振动锤将直径比大钻头小20cm，壁厚8mm的钢护筒砸至溶洞顶部，然后更换正常钻头继续冲钻，直至击穿溶洞，然

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后及时回填粘土、片石混合物，同时根据漏水情况及时补水或泥浆，采用反复冲击的办法将洞内冲砸密实，在冲砸过程中，可适当加大泥浆比重，使护壁牢固，再转入正常钻进。

为了避免桩基在砼浇注过程中冲垮泥浆护壁，造成砼浇注过程中产生断桩等质量隐患，同时为了减少砼的浇注方量，节约成本，可用旧铁皮包裹在钢筋笼上，形成外模，使砼在浇注过程中不出现漏浆，从而成桩。

此类方法的施工要点是：

1、保证清孔后泥浆的比重，适合下放钢筋笼，避免钢筋笼上浮；2、下放钢筋笼前不出现塌孔现象；3、砼浇注过程中避免钢筋笼上浮。

遇到串珠状溶洞群,需对钻探资料作详细分析，小溶洞一般都可以成孔。

若充填物为流塑状粘土或砂类可回填粘土加小块石，采用夯实后再钻进的方法，若串珠状溶洞群有不容易成孔的大溶洞则采用大套筒套小套筒跟进的方法钻进。

具体做法如下：

1、为保证钢护筒正常沉入，首先采用大钻头（一般比正常施工钻头直径大N×20cm，其中N为桩基内10m以上大溶洞个数）冲钻，冲钻过程中外钢护筒跟进沉入，正常钻进溶洞顶部1m处，将钻头提起，用振动锤将直径比大钻头小20cm，壁厚8mm的钢护筒砸至溶洞底部，然后更换正常钻头继续冲钻，直至击穿溶洞，迅速回填粘土片石混合物，采用1-1.5m的冲程将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。

当钻进至下一层溶洞时，重复以上步骤。

有效防止钻进大溶洞泥浆突然流失，造成孔壁坍塌。

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（三）、应急预案

在溶洞区域采用钻孔、人工挖孔、水下混凝土灌注施工时不可避免的出现故障，为确保本成桩质量、施工人员的人身安全、机械设备安全，必须针对这些故障制定相应的应急预案，按照事前预防、事中控制、事后处理的原则，在事故发生时,将事故的损失降到最低程度,确保人身、机械设备的安全及构件质量。

具体应急预案如下：

1、挖孔桩施工应急预案

挖孔施工时可能出现的生产事故为两种可能：

第一人工挖孔桩塌孔，第二人工挖孔底部缺氧（或遇有害气体中毒）。

（1）对塌孔事故，首先判断井底人员所处的位置，在贴近人员处，采用导管（一般采用Φ40mm～80mm钢管，内套小管）垂直打入，待进入人员所处位置，再用内套钢管顶开间隙，通过此管向人员所在位置输入氧气，以维持下部遇险人员生命。

对坍塌部分迅速采取有效措施（通常加内圈稳固）阻止坍塌再次发生。

在完成上述营救措施后，再行下抓式取渣（坍塌物），当清止人员所在位置时，必须轻挖轻移，首先找准遇险人员头部，清出嘴鼻，并帮助排除口腔中的堵塞物。

对在坍塌中造成身体伤害的，必须先行止血、固定，以免造成二次伤害。

当遇险人员身体全部从坍塌堆中救出时，再用软垫衬托其身体下方，固定于起吊工具上，提升出井口，迅速送

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往医院急救。

（2）在缺氧环境里救人，必须要使遇难者脱离缺氧、中毒环境，转到地面上或通风良好的地方，然后再作其他有关处理。

在救援人员需要深入到人工挖孔桩井底以前，要先测试一下其中的空气成分，若在紧急情况下，没有现成的仪器，则可取一蜡烛点着，用绳索慢慢地吊入下面，从火着、火灭来判断空气中的含氧量情况，循情进入。

根据测定结果，决定是先进入或是先改善挖孔井底的空气状况。

这时可使用鼓风机等促进通风，切忌盲目入内，既救不了人，又害了自己。

经过通风处理后，救护人员方可入内救人。

但为了保障安全，预防意外发生仍需用安全绳、导引绳等，有条件的配备自救器进入。

救出的人员，应立即移至空气新鲜通风良好的地方，松开衣领、内衣、腰带等。

对呼吸困难者立即给予氧气吸入，或做口对口人工呼吸，必要时注射中枢兴奋剂。

对心跳微弱已不规则或刚停止者，同时施行胸外心脏按压，注射肾上腺素等。

救援者本人进入挖孔井底后，若感到头晕、眼花、心慌、呼吸困难等症状，应立即返回，以免中毒。

即使佩戴防毒面具，也应严格计算时间，切勿大意。

现场救护应安全有序地进行，必须在现场急救的指挥人员统一安排开展，并有专门人员预测事故的变化，一旦发现事态将威胁救援人员安全，现场指挥人员有权停止救援撤到安全地点。

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2、钻孔桩施工应急预案

（1）钻孔中出现坍孔现象

坍孔，其表征是孔内水位突然下降或者回升，孔口冒细密水泡，泥浆比重显著增加。

坍孔多由泥浆性能不符合要求，孔内水头未能保证，机具碰撞孔壁等原因造成。

应查明位置后进行处理，坍孔不严重时，回填土到坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头，深埋护筒等措施，继续钻进。

坍孔严重时，立即将钻孔全部用砂类土或者砾石土全部回填，无上述土类时，采用粘质土并掺入5%--8%的水泥砂浆，等待数日方可采取改善措施后重钻。

坍孔部位不深时，采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔。

（2）卡钻

卡钻多因先钻孔直径变小，而钻锥又过大，钻锥倾斜，遇到探头石，或孔内掉入物件卡住等，卡钻后不宜强提，否则极易造成钢丝绳断裂钻头掉入孔内。

减小冲程快频率冲击或用冲、吸的方法，将钻锥周围的钻渣松动后再提出。

（3）钻孔漏浆

钻孔漏浆，遇护筒内水头不能保持时，采取护筒周围回填土夯筑密实、增加护筒埋深、适当减小护筒内水头高度，增加泥浆相对密度和粘度，倒入粘土使钻头慢

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速冲击，增加孔壁粘质土层厚度等措施。

对于漏浆严重的或者多次漏浆回填粘土和片石没有作用，我们采用了直接灌注水下混凝土的方法堵漏，具体措施如下：

按照灌注水下混凝土的施工方法下导管至已钻孔孔底0.3~0.5m；灌注水下混凝土，至溶洞填充完毕，判断标准以灌注混凝土面超过溶洞顶1m左右且混凝土不再下降为准；待混凝土强度达到30%~50%左右后，重新钻进。

（4）水下混凝土灌注过程中流失的处理

   溶洞区钻孔灌注桩水下混凝土前要对严重漏浆或多此漏浆现象的桩基做到心中有数，由于处于溶洞区域的钻孔灌注桩水下混凝土灌注量大大超过设计量，所以必须加大混凝土首灌量，并加大混凝土生产、运输量，确保混凝土灌注需要。

在混凝土灌注过程中勤观察测量混凝土面标高状况，对混凝土面下降要有准确的判断，一旦发现混凝土面下降现象必须加大混凝土灌注量，保证导管埋深，防止混凝土流失造成断桩。

在混凝土灌注结束时（导管不要拔除）立即进行混凝土面标高观测，一旦观测到混凝土面下降，必须重新重新开盘灌注混凝土，防止在灌注结束后混凝土面下降造成废桩。

（5）配备必备的安全帽、安全带、安全绳等安全防护工具，配备挖掘机、装载机、起重机、自卸车等应急机械及打捞、急救以及不同性能的钻机、钻具等小型机

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具，迅速及时处理应急事件，保证现场施工人员的人身安全。

在施工现场备足粘土、石块等填充物，以便迅速处理塌孔、泥浆流失事件，保证桩基构件质量。

四、安全技术保证措施

1.挖孔桩安全技术保证措施

①挖孔桩工人必须配带安全帽、安全绳、安全带。

取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机必须经常检查。

②为防止井口坍塌，必须在孔口用钢筋混凝土护壁。

③挖孔深度超过10m时必须采用机械通风。

④挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。

⑤井孔要设置牢固的安全梯，以便施工人员上下。

⑥电工、爆破工必须持证上岗，井上、井下作业人员必须身体健康。

⑦孔内照明须采用12V安全电压和防爆灯。

⑧孔上与孔内人员必须保持有效联系，孔边设置安全绳与孔下人员安全带连接，安全绳由孔上人员随作业面松长。

⑨孔内作业人员连续工作时间不能超过4小时。

⑩孔内爆破时应注意一下事项：

a、导火索起爆应有工人迅速离孔的设备；导火索应做燃烧速度试验，据以决定

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导火索所需长度；孔深超过10m时应采用电雷管引爆。

b、必须打眼放炮，严禁裸露药包。

对于软岩石炮眼深度不超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不超过0.5m。

炮眼数目、位置和倾斜方向应按岩层断面方向来确定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。

c、严格控制用药量，以松动爆破为主。

d、有水眼孔要用防水炸药，避免哑炮。

如有哑炮时必须按照安全规程处理。

e、孔内放炮后必须迅速排烟，方法为采用高压风管放入孔底吹风。

f、一个孔内进行爆破作业，其他孔内的施工人员必须到地面安全处躲避。

g、爆破时孔口应覆盖安全网等防护措施，以防飞石飞出。

（2）钻孔桩安全技术保证措施

a、钻孔桩机操作工、指挥、电工、焊工、机修工等配套齐全，持证上岗，进入现场必须遵守安全操作规程和安全生产十大纪律，戴安全帽，穿胶水鞋。

b、施工场地坡度不大于1%，地耐力不小于83kPa（0.85kgf/c㎡）的要