貴陽(yáng)地鐵大寨～大關(guān)明挖區(qū)間控制爆破技術(shù)

【摘要】以貴陽(yáng)地鐵大寨～大關(guān)明挖區(qū)間為例，詳細(xì)介紹了地鐵明挖區(qū)間淺孔爆破方案，并采取了一系列減震、控制飛石措施，保證了施工安全。

【關(guān)鍵詞】明挖區(qū)間；控制；爆破；技術(shù)

1、工程概述

貴陽(yáng)地鐵大寨～大關(guān)明挖區(qū)間起止里程為YCK9+844.650、終點(diǎn)里程YCK10+087.000，區(qū)間左線長(zhǎng)241.920m，區(qū)間右線長(zhǎng)242.35m。貴陽(yáng)北站明挖區(qū)間（YCK12 +265～YCK12+477.722）采用明挖法施工，基坑深度9～26m，覆蓋層破率為1：0.5，中分化巖層為1：0.3。如右圖所示：

基坑采用三、四級(jí)放坡開(kāi)挖、土釘墻支護(hù)，基坑坡率巖層1：0.3，土層1：0.5；坡面掛HPB300，φ8@150×150鋼筋網(wǎng)、噴射150mm厚C20砼，土釘采用φ42、t=3.5mm厚鋼花管。

土方開(kāi)挖采用挖掘機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)輸，邊坡、水溝、臺(tái)階采用人工配合修整和成形。石方開(kāi)挖主要采用液壓鉆機(jī)打眼、梯形松動(dòng)，挖掘機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)輸。石質(zhì)邊坡、水溝、臺(tái)階采用液壓破碎錘整修成形。基坑開(kāi)挖時(shí)分層分段均勻?qū)ΨQ進(jìn)行，在開(kāi)挖過(guò)程中掌握好“分層、分塊、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”五個(gè)要點(diǎn)，遵循“中間拉槽、豎向分層、縱向分段”的施工原則。

2、爆破區(qū)域地形地質(zhì)概況

區(qū)間基本順現(xiàn)狀G210國(guó)道敷設(shè)，沿線分布較多民房及學(xué)校，一般為2～4層，基礎(chǔ)多采用墻下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深一般位于地表以下2m之內(nèi)。

場(chǎng)地內(nèi)第四系土層劃分為三個(gè)土質(zhì)單元（場(chǎng)區(qū)地質(zhì)剖面圖見(jiàn)圖1所示）：

<1>單元：人工回填土及少量耕植土。<2-1>單元：硬塑狀紅粘土層，<2-2>可塑狀紅粘土層，巖質(zhì)單元?jiǎng)澐忠粋€(gè)單元：<3-1>單元：為（T2yl1）強(qiáng)風(fēng)化層；<3-2>單元：為（T2yl1）中風(fēng)化層。

弱風(fēng)化層。

地下水類型主要有孔隙水及巖溶裂隙水兩種類型。

3、控制爆破區(qū)分析

爆破區(qū)域場(chǎng)地較為平緩，表層覆蓋土層較厚，巖體主要為薄層、中厚層泥質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r、泥頁(yè)巖。

爆破區(qū)域四周民房密集，且民房基礎(chǔ)均為直接建立在軟基上，為保證施工安全，需將施工影響范圍內(nèi)的房屋拆除，再進(jìn)行城鎮(zhèn)控制爆破施工。

爆破施工時(shí)采用微差控制爆破，控制爆破沖擊波、振動(dòng)、噪音和飛石，從而減少對(duì)周邊民房、施工設(shè)施的擾動(dòng)，減小對(duì)周圍居民生活的影響。

4、控制爆破施工方案

4.1控制爆破流程

（1）控制爆破工藝流程為：

（2）在現(xiàn)有的工作面上逐漸用淺孔控制爆破修整出二～三個(gè)控制爆破作業(yè)區(qū)域，采用控制爆破中間拉槽分層施工（如下圖所示），采用光面爆破修整邊坡，爆破和開(kāi)挖交替進(jìn)行、同步施工，保證大方量開(kāi)挖的進(jìn)度要求。

4.2控制爆破施工方案

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境的勘察和工期要求，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)3次試爆，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際爆破效果和施工需要提取爆破參數(shù)，決定采用采用以淺孔控制爆破為主的技術(shù)方案。裝藥采用松動(dòng)爆破藥量進(jìn)行計(jì)算，保證堵塞深度和堵塞質(zhì)量，嚴(yán)防飛石產(chǎn)生。對(duì)局部地質(zhì)軟弱帶和最小抵抗線不均勻的炮孔采用二層炮網(wǎng)進(jìn)行覆蓋防止飛石產(chǎn)生，有水炮孔應(yīng)加蓋四層炮網(wǎng)進(jìn)行覆蓋。做好炮孔排水工作。采用高壓風(fēng)進(jìn)行排水，并選用防水乳化炸藥爆破。炮孔布孔方式采用梅花型布孔方式。

4.3主要設(shè)備、人員配置表及施工組織機(jī)構(gòu)圖

（1）主要設(shè)備及操作人員配置表

表1 爆破施工進(jìn)場(chǎng)主要設(shè)備配置表

序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量（臺(tái)）操作人員（人）

1液壓鉆機(jī)24

2履帶式液壓鉆機(jī)36

合計(jì)510人

（2）爆破施工進(jìn)場(chǎng)主要人員配置分工表

表2 爆破施工現(xiàn)場(chǎng)主要人員配置及分工表

序號(hào)人員分工人數(shù)職責(zé)

1爆破負(fù)責(zé)人2施工現(xiàn)場(chǎng)爆破總負(fù)責(zé)

2爆破安全員2跟蹤并監(jiān)督爆破器材的使用

3現(xiàn)場(chǎng)管理1現(xiàn)場(chǎng)管理

4爆破技術(shù)員3為現(xiàn)場(chǎng)爆破的技術(shù)負(fù)責(zé)

5爆破工班長(zhǎng)1帶領(lǐng)爆破工班進(jìn)行爆破作業(yè)

6爆破員3領(lǐng)取爆破器材

7測(cè)量人員3負(fù)責(zé)爆破現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量工作

8試驗(yàn)人員1負(fù)責(zé)爆破現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)工作

9庫(kù)管人員2負(fù)責(zé)爆破器材的保管、發(fā)放、登記工作

10押運(yùn)人員1跟安全員、爆破員將爆破器材運(yùn)送到使用地點(diǎn)

11輔工、后勤人員5輔助現(xiàn)場(chǎng)施工，提供后勤保障

合計(jì)24人

4.4現(xiàn)場(chǎng)控制爆破的技術(shù)參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和周圍環(huán)境并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)三次試爆取得的爆破效果，采用以淺孔控制爆破為主的爆破參數(shù)。

①孔徑d=38mm。

②梯段高度：梯段高段H≥（0.06m～0.064m）d，初定1m≤H≤3m。

③底板抵抗線：控制爆破斷面內(nèi)的最大抵抗線（0.032m～0.034m）d=0.8～1.5m，實(shí)取最小抵抗線W=1～1.5m。

④炮孔底部超鉆值：h1=（0.2—0.3）Wmax=0.3～0.5m，實(shí)際取m=0.3m，則炮孔實(shí)際鉆孔長(zhǎng)度L=H+h1=1.3～3.3m。

⑤堵塞長(zhǎng)度：h0=（1.0—1.2）W=1.5～1.8米。

⑥炮孔間距：a=（1.0—1.25）W，本設(shè)計(jì)取a=1～1.5米。

⑦炮孔排距：按正三角形梅花布孔，排距b=asin60，本工程取1.5m。

⑧炸藥單位耗藥量q：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)爆破取松動(dòng)控制爆破q=0.4kg/m3。

⑨標(biāo)準(zhǔn)單孔裝藥量（孔深按1.5米計(jì)）：Q=qabH=0.4×1.5×1×1.5=0.9Kg。

⑩其主要控制爆破參數(shù)見(jiàn)下表3所示：

臺(tái)階高m孔深

M超深

m最小抵抗線m孔間距M孔排距m堵塞

m裝藥量kg炸材單耗Kg/m3

11.30.31111.20.520.4

22.50.51.51.51.51.82.250.4

33.30.51.51.51.51.82.970.4

4.5裝藥和填塞組織

在機(jī)具打孔完畢后，首先對(duì)孔數(shù)量、孔深及孔內(nèi)狀況進(jìn)行檢查，爆破負(fù)責(zé)人組織人員及各種爆破器材進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始裝藥作業(yè)，爆破技術(shù)人員根據(jù)周圍的爆破環(huán)境、底排抵抗線、爆區(qū)地質(zhì)情況等因素嚴(yán)格控制填塞深度，防止飛石的產(chǎn)生，主要采取的措施有：

（1）采用人工裝藥，裝藥應(yīng)使用木質(zhì)或竹制炮棍進(jìn)行；

（2）裝藥發(fā)生卡塞時(shí)，若在雷管放入之前，可用非金屬長(zhǎng)桿處理。裝入飛電雷管后，不應(yīng)用任何工具沖擊、擠壓，不應(yīng)拔出或硬拉雷管腳線；

（3）裝藥完畢后，將炮泥塞入孔內(nèi)，填塞密實(shí)。堵塞時(shí)嚴(yán)禁將大塊石粒裝入孔內(nèi)，防止雷管腳線破壞；

（4）裝填的炮孔數(shù)量，應(yīng)以一次控制爆破為限；

（5）堵塞長(zhǎng)度宜為抵抗線值的1～1.2倍；

（6）在填塞完成后用廢舊的輪胎編制的炮網(wǎng)覆蓋炮孔，防止飛石產(chǎn)生。

具體裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6所示：

4.6起爆網(wǎng)路

為了保證安全，減少飛石、減小控制爆破振動(dòng)，并達(dá)到較好的爆破效果，采用毫秒延時(shí)非電導(dǎo)爆管進(jìn)行爆破網(wǎng)路連接，非電微差單向逐孔和逐排微差起爆二種方式進(jìn)行起爆（見(jiàn)下圖7、8所示）。

控制同段起爆的最大藥量，以滿足周邊民房、構(gòu)筑物、其他臨時(shí)設(shè)施和邊坡的安全抗震要求，并在聯(lián)接時(shí)對(duì)最大齊爆藥量進(jìn)行安全驗(yàn)算。

4.7爆破器材選用

根據(jù)保障安全、經(jīng)濟(jì)合理、易于運(yùn)輸、爆破效果良好的原則，我標(biāo)段采用以下爆破器材（見(jiàn)下表5所示）：

表5 本工程的使用主要爆破器材及其所用總量

序號(hào)名 稱型 號(hào)數(shù) 量單 位備注

1巖石乳化2#Φ7039.2噸

2導(dǎo)爆非電雷管5、15段12000發(fā)

3電雷管瞬發(fā)3500發(fā)

4爆管箱 2套專人保管

5爆破膠網(wǎng)2×250張專人保管

4.8控制爆破施工作業(yè)流程的主要三個(gè)階段

（1）工程準(zhǔn)備與控制爆破設(shè)計(jì)階段。其活動(dòng)為工程資料的收集、控制爆破技術(shù)設(shè)計(jì)方案的確定、審查、批準(zhǔn)，同時(shí)著手該工程的施工組織設(shè)計(jì)和施工準(zhǔn)備。

（2）施工階段。按照控制爆破方案制定的施工方法、安全技術(shù)交底、施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量保障體系組織施工作業(yè)（如布孔、鉆孔）。

（3）控制爆破實(shí)施階段。包括裝藥，填塞、覆蓋、聯(lián)網(wǎng)、警戒、起爆、爆后檢查、事故處理、爆后總結(jié)等。

5、控制爆破安全措施

各控制爆破工點(diǎn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國(guó)民用爆炸物品安全管理?xiàng)l例》和《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定，制定了以下措施保證施工安全。

（1）控制爆破作業(yè)指導(dǎo)書?，F(xiàn)場(chǎng)除了控制爆破施工技術(shù)交底外，還應(yīng)編制與之相對(duì)應(yīng)的爆破作業(yè)指導(dǎo)書下發(fā)到作業(yè)班組，指導(dǎo)爆破施工。

（2）控制爆破時(shí)產(chǎn)生的有害效應(yīng)主要有：爆破振動(dòng)、爆破飛石、爆破沖擊波和噪音，它們不可避免地隨著爆破作用而產(chǎn)生，但是有害效應(yīng)的大小是可以通過(guò)爆破技術(shù)來(lái)控制的。因此，在本施工區(qū)域?qū)τ诿恳淮嗡幜亢艽蟮闹猩羁卓刂票坪铜h(huán)境復(fù)雜情況下的控制爆破作業(yè)，應(yīng)按爆破的各種有害效應(yīng)（地震波、沖擊波、個(gè)別飛散物等）分別核定，并取最大值。

6、結(jié)束語(yǔ)

由于在貴陽(yáng)地鐵大寨～大關(guān)明挖區(qū)間施工中成功的應(yīng)用了控制爆破技術(shù)，爆破設(shè)計(jì)參數(shù)的選定在施工中具有絕對(duì)的指導(dǎo)意義，使得工程在進(jìn)度、質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)等各方面均取得較理想的效果，有效規(guī)避了和控制相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)事故，值得借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]范宏柱.淺埋既有人防隧道擴(kuò)挖地鐵車站施工技術(shù)研究[D].北京交通大學(xué)，2009年

[2]化一棟.控制爆破技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2004年

作者簡(jiǎn)介

梁靈 工作單位：中鐵十二局云貴工程指揮部、出生于1982年1月、2004年7月畢業(yè)于湖南科技大學(xué)土木工程專業(yè)，本科學(xué)歷、職稱：工程師 山西太原，030024。