淺析盾構(gòu)孤石爆破施工技術(shù)

宋唯 劉濤

摘 要：結(jié)合廈門地鐵1號(hào)線工程實(shí)例，介紹孤石的形成、特點(diǎn)及對(duì)盾構(gòu)施工產(chǎn)生的難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)施工總結(jié)相關(guān)處理經(jīng)驗(yàn)，供類似工程開展提供合理技術(shù)支持與參考

關(guān)鍵詞：孤石；探測(cè)；爆破；注漿

1 工程簡(jiǎn)述

廈門地鐵一號(hào)線呂厝站～蓮坂站位于廈門島內(nèi)，地層復(fù)雜著有”地質(zhì)博物館”之稱，該段盾構(gòu)區(qū)間總長(zhǎng)1.5km，通過(guò)加密補(bǔ)勘后盾構(gòu)穿越密集的孤石區(qū)約占整個(gè)區(qū)間1/5。盾構(gòu)穿越地層主要以殘積砂質(zhì)黏性土、散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖、全風(fēng)化花崗巖，局部孤石。孤石存在風(fēng)化殘疾土層里或巖層裂隙交界面，在垂直風(fēng)化剖面上具有“上多下少、上小下大”的特點(diǎn)，其強(qiáng)度140mpa～160mpa.

2 盾構(gòu)施工穿越孤石區(qū)的難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)

刀具磨損嚴(yán)重、刀座變形、更換困難。

刀盤磨耗導(dǎo)致刀盤強(qiáng)度和剛度降低，刀盤變形。

刀盤受力不均勻?qū)е轮鬏S承受損或主軸承密封被破壞、刀盤堵塞、盾構(gòu)負(fù)載加大。

刀盤推向隧道側(cè)面的大漂石甚至導(dǎo)致盾構(gòu)轉(zhuǎn)向，易偏離隧道軸線。

3 盾構(gòu)孤石爆破施工技術(shù)

3.1 孤石探測(cè)

孤石探測(cè)分為出現(xiàn)可能性最大、很大、較大及一般等四個(gè)區(qū)域，其劃分的方法采用地質(zhì)分析法、工程調(diào)查法和物探方法，再結(jié)合鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，優(yōu)化探孔布置方案。

根據(jù)上述原則確定各區(qū)間存在孤石的幾率分為：可能性最大、很大、較大及一般等四個(gè)區(qū)域

3.1.1 孤石出現(xiàn)可能性最大區(qū)域探測(cè)鉆孔布置

沿盾構(gòu)線路平面位置，梅花形布置鉆探孔，距盾構(gòu)開挖平面邊緣1.5米處縱向兩排鉆探孔，每排鉆探孔沿線路縱向間距2米，鉆孔到盾構(gòu)管片底部。如圖1所示。

3.1.2 孤石出現(xiàn)可能性很大的區(qū)域探測(cè)鉆孔布置

沿盾構(gòu)線路平面位置，梅花形布置鉆探孔，距盾構(gòu)開挖平面邊緣1.5米處沿縱向兩排鉆探孔，每排鉆探孔線路縱向間距2.5米，鉆孔到盾構(gòu)管片底部。如圖2所示。

3.1.3 孤石出現(xiàn)可能性較大的區(qū)域探測(cè)鉆孔布置

沿盾構(gòu)線路平面位置，梅花形布置鉆探孔，距盾構(gòu)開挖平面邊緣1.5米處沿縱向兩排鉆探孔，每排鉆探孔線路縱向間距3.0米，鉆孔到盾構(gòu)管片底部。如圖3所示。

3.1.4 孤石出現(xiàn)可能性一般區(qū)域探測(cè)鉆孔布置

沿盾構(gòu)線路平面位置，沿線路中線布置一排鉆探孔，每排鉆探孔線路縱向間距5.0米，鉆孔到盾構(gòu)管片底部。

3.2 孤石處理措施

3.2.1 材料孔眼選擇

雷管選用瞬發(fā)電雷管和導(dǎo)爆管雷管，起爆器采用MFB-200型號(hào)。炸藥選用防水乳化炸藥，采用Φ75mmPVC管護(hù)孔，Φ50mmPVC管進(jìn)行裝藥。炸藥段與PVC管之間的空隙用米石進(jìn)行填充

3.2.2 爆破布孔

孤石爆破點(diǎn)盡量利用探測(cè)地質(zhì)鉆孔，通過(guò)多次爆破實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)，炮孔孔距a=0.8m、排距b=0.5m，共3排炮孔，炮孔深度超出盾構(gòu)開挖邊線1.0m；裝藥深度隨石頭大小而定。

3.2.3 爆破相關(guān)參數(shù)

R≤1.0米，設(shè)爆破孔1個(gè)，炸藥單耗：5Kg/立方米

1.0

2.0

3.0

R>5.0米，設(shè)爆破孔8個(gè)以上，裝藥量按4.2Kg/立方米

3.3 爆破效果檢驗(yàn)

爆破結(jié)束后，應(yīng)立即組織地質(zhì)鉆機(jī)在試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行取孔，巖芯取出后對(duì)芯樣裂度進(jìn)行分析、判斷，取出巖芯裂度較好（均小于30cm），滿足盾構(gòu)施工要求。

3.4 爆破注漿加固

在鉆孔至設(shè)計(jì)孔深后下袖閥管，進(jìn)行注漿加固，加固區(qū)域?yàn)樗淼酪陨?米，左右各1米，注漿深度應(yīng)爆破深度確定。

注漿加固主要考慮兩個(gè)方面：一是由于鉆孔非常密集，鉆進(jìn)過(guò)程中，地層中的殘積土層遇水極易崩解，從而造成上部土體失穩(wěn)，故需要對(duì)隧道上部土層進(jìn)行注漿加固；二是由于此孤石處理效果確定性較差， 盾構(gòu)機(jī)能否將處理后的孤石破碎并順利通過(guò)是個(gè)未知數(shù)，對(duì)該處區(qū)域地層進(jìn)行加固使其具有開倉(cāng)的條件，滿足土倉(cāng)內(nèi)對(duì)孤石進(jìn)人工破碎處理。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述孤石處理，在盾構(gòu)施工中取得較好的效果。建議有條件情況下采用“地面鉆孔定點(diǎn)爆破為主、洞內(nèi)處理為輔”的孤石處理方案，同時(shí)在施工過(guò)程中采取加強(qiáng)沿線地質(zhì)預(yù)測(cè)判斷、加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)巡檢和強(qiáng)制保養(yǎng)、改善碴土性狀提高其流動(dòng)性和止水性、勤檢查更換刀具等措施，為處理孤石提供了保障。同時(shí)，加強(qiáng)地面監(jiān)測(cè)，及時(shí)跟蹤地面沉降情況，確保了施工期間沿線建筑物的安全.