某地鐵爆破施工控制研究

劉艷彪

(中鐵四局集團(tuán)第七工程公司，安徽 合肥 230022)

1 工程概況

青島地鐵人民會(huì)堂站～匯泉廣場(chǎng)站區(qū)間工程位于小魚山山下，沿太平路穿越小魚山到達(dá)文登路。此路段處于青島濱海歷史風(fēng)貌休閑旅游區(qū)和市南區(qū)沿海商務(wù)核心區(qū)，周邊文物建筑和老住宅建筑物眾多，居民區(qū)及學(xué)校集中，地下管線較復(fù)雜，地面交通繁忙、施工環(huán)境比較復(fù)雜。

本區(qū)間設(shè)計(jì)采用排水型隧道，隧道拱頂埋深11m～55m，接車站端區(qū)間地質(zhì)條件較差，為淺埋隧道，其余區(qū)段地質(zhì)較好，為深埋隧道，采用鉆爆法結(jié)合機(jī)械開挖施工。

2 爆破方案

根據(jù)線路自身的特點(diǎn)，爆破方案采取按臺(tái)階高度分層分段開挖，施工中為保證特殊地段施工安全，針對(duì)具體文物建筑結(jié)構(gòu)特性，采用短進(jìn)尺光面微差弱拋爆破技術(shù)，進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，采用微量、多孔、多次、多段爆破法。減少每次齊發(fā)爆破藥量，減輕爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的不利影響，同時(shí)也減輕對(duì)地面建筑物的震動(dòng)破壞。

3 爆破設(shè)計(jì)

3.1 區(qū)間開挖斷面鉆爆孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)

本區(qū)間斷面形式較多，主要開挖方法采用全斷面、環(huán)形臺(tái)階法開挖方法進(jìn)行。由于此段文物較多，振動(dòng)控制要求嚴(yán)格，為了避免振動(dòng)對(duì)地面建筑物的危害，初步設(shè)計(jì)進(jìn)尺為1.2米，振動(dòng)速度控制為不超過1.0cm/s，非文物地段振動(dòng)速度控制為1.0～1.5cm/s，采用雙楔形掏槽方式，起爆采用非電毫秒雷管。

3.2 單段最大藥量的確定

本區(qū)間爆破地處繁華市區(qū)，住宅樓密集，文物古跡眾多，隧道暗挖需要緊貼建筑物甚至從建筑物下方穿過，控制單段最大藥量是對(duì)建筑物保護(hù)的關(guān)鍵所在，而單段最大藥量與建筑物結(jié)構(gòu)性質(zhì)、巖石特性、地表管線溝渠相關(guān)，依據(jù)①國(guó)家《爆破安全規(guī)程》GB6722-2003，②青島市地鐵建設(shè)對(duì)爆破振動(dòng)的要求“對(duì)普通住宅樓振動(dòng)速度V≯1.5cm/s，對(duì)文物保護(hù)建筑振動(dòng)速度V≯1cm/s”，③清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院編寫的《青島市地鐵一期工程可行性研究報(bào)告》“對(duì)文物保護(hù)建筑振動(dòng)速度 V≯1cm/s，爆破參數(shù) a=2.0，K=350;和 a=2.0，K=700”，④中國(guó)礦業(yè)大學(xué)根據(jù)青島地質(zhì)情況相關(guān)的測(cè)試，認(rèn)為K和a分別取:K=200，a=1.8。采用薩道夫斯基公式計(jì)算，得出單段最大藥量參考數(shù)據(jù)，見表1。

表1 單段最大藥量計(jì)算參考表

從上表可以看出，清華大學(xué)提供的數(shù)據(jù)與礦業(yè)大學(xué)提供的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有一定的差異，結(jié)合本區(qū)間巖石特性，采用礦業(yè)大學(xué)實(shí)測(cè)的 a=1.8、K=200 值。

3.3 爆破地震波控制驗(yàn)算

①海底世界經(jīng)過實(shí)地調(diào)查并進(jìn)行量測(cè)，實(shí)測(cè)最近距開挖輪廓線水平距離為103米，垂直距離位于隧道拱頂約6米，根據(jù)薩道夫斯基公式計(jì)算單段最大控制藥量159kg，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)單段最大用藥量為5.1kg＜159kg，故爆破振動(dòng)對(duì)海底世界影響不大。

②距離線路最近的普通房屋地段為K2+540～+654，主要文登路小學(xué)、恒鑫基青島經(jīng)貿(mào)有限公司、中國(guó)郵政、柯達(dá)影像網(wǎng)絡(luò)、琴海潛水俱樂部、品德書店等位于文登路旁兩邊房屋，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果結(jié)合橫通開挖情況隧址地質(zhì)情況屬強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，不需爆破開挖。

③文物保護(hù):本區(qū)間文物保護(hù)主要為阿里文住宅，位于K2+230～+258，區(qū)間下穿阿里文住宅垂直距離為27.03米，根據(jù)薩道夫斯基公式計(jì)算單段最大控制藥量2.8kg，設(shè)計(jì)考慮爆破沖擊影響，單響最大炸藥用量為2.4kg，擬定線路K2+210～+270段進(jìn)行專項(xiàng)鉆爆設(shè)計(jì)如圖1，根據(jù)爆破振速及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，在提前進(jìn)入文物保護(hù)地段進(jìn)行加大監(jiān)測(cè)頻率。

圖1 文物保護(hù)阿里文住宅鉆爆圖

4 體會(huì)

通過本區(qū)間的爆破施工，獲得以下體會(huì):

①根據(jù)圍巖特性進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，合理選擇爆破參數(shù)。②周邊眼可適當(dāng)偏離邊線5cm，外插角嚴(yán)格控制不得大于2°，嚴(yán)格控制超欠挖。③炮眼裝藥應(yīng)按裝藥參數(shù)表，分步分炮眼位置，按裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行，并控制裝藥量。④毫秒雷管應(yīng)與炸藥綁扎牢固，安裝完后不能隨意扯動(dòng)引線，防止雷管脫落，雷管應(yīng)安裝在中下部，但不能安裝眼口，防止安全不利因素出現(xiàn)。⑤炮眼堵塞按裝藥結(jié)構(gòu)堵塞密實(shí)，控制爆破效果，更好地發(fā)揮爆炸猛力。⑥加大起爆電線的直徑，減小電阻，并隨著隧道向前掘進(jìn)，采用雙起爆器串聯(lián)使用或使用更大電流起爆器，確保遠(yuǎn)距離引爆時(shí)的可靠性。

[1]馮叔瑜等.城市控制爆破(第2版)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996.

[2]王玉杰.爆破工程[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009.