復(fù)雜環(huán)境下地鐵車站深基坑開挖的石方控制爆破技術(shù)分析

楊程杰 （中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 100020）

1 工程概況

江蘇路站起止里程為K35+220.348～K35+426.848，與膠寧高架路相鄰，作為青島地鐵主要換乘站之一，擔(dān)任1號(hào)線與4號(hào)線之間的換乘工作。江蘇路站為地下雙層島式車站，其中站臺(tái)寬為13m，有效站臺(tái)長為118m，站內(nèi)采用通道換乘的方式在一定程度上為人們的出行提供了便利。由于車站所處地形較為復(fù)雜，且地勢(shì)總體呈現(xiàn)西高東低的特征，因此為了保證整體車站的建設(shè)質(zhì)量，以車站K35+286.798作為分界線，界限以東主要以明（蓋）挖法作為主要施工方式。

2 江蘇路站爆破區(qū)域周邊情況

江蘇路站所處地形環(huán)境復(fù)雜，且地勢(shì)總體呈現(xiàn)西高東低的特征，地面高程可達(dá)（30±10）m。場(chǎng)地范圍內(nèi)多為居民建筑及市政道路，周圍居民樓拆遷完成方開始施工。道路兩側(cè)均分布有污水以及煤氣等管線通道，且站場(chǎng)所處地形有較大起伏。由于明挖段所有管線施工前都需遷改，此方案暫不考慮江蘇路站爆破對(duì)管線的影響。

3 車站基坑爆破方案

對(duì)施工環(huán)境以及施工需求多方面進(jìn)行分析后，最終決定采用中深孔微差松動(dòng)爆破與預(yù)裂爆破相結(jié)合的方式，對(duì)車站基坑內(nèi)部進(jìn)行爆破處理。具體爆破工藝有：①嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范，優(yōu)先選擇基坑北側(cè)為爆破施工點(diǎn)，待向北臨空面呈現(xiàn)出穩(wěn)定趨勢(shì)后，即可按照由南向北的順序進(jìn)行依次施工；②整個(gè)爆破施工中，東西跨度相對(duì)較大，且區(qū)域內(nèi)地勢(shì)呈現(xiàn)出西高東低的趨勢(shì)，為提升排碴運(yùn)輸效率，優(yōu)先從西部開始施工，逐步延展至東部；③因?yàn)檐囌九c寧杭公路之間多為建筑以及市政道路，為了減少對(duì)周圍建筑物的影響，可以采用預(yù)裂爆破的方式，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍建筑物的保護(hù)。

4 中深孔微差松動(dòng)爆破設(shè)計(jì)

4.1 爆破工藝

4.1.1 孔位選擇與布孔

臺(tái)階與邊孔均要采取預(yù)留措施，達(dá)到1.0～2.0m，以便給鉆機(jī)施工創(chuàng)設(shè)足夠安全的環(huán)境。經(jīng)測(cè)量后確定合適的孔深，注重孔位設(shè)計(jì)，不可設(shè)置在已經(jīng)出現(xiàn)松動(dòng)或是延巖性變化明顯的區(qū)域，否則需合理調(diào)整孔位?？紤]到整體爆破質(zhì)量要求，在調(diào)整過程中應(yīng)充分考慮抵抗線、孔距與排距的影響。光面孔鉆鑿的質(zhì)量會(huì)在很大程度上決定整體坡面的平整性，因此為了保證邊坡的表面具有平整性，首先要確保鉆鑿質(zhì)量符合施工設(shè)計(jì)規(guī)范。優(yōu)質(zhì)的鉆孔應(yīng)兼顧所在位置、深度與方向3大要求，且要注重如下幾點(diǎn)要求：“準(zhǔn)”，即鉆孔所在位置與設(shè)計(jì)要求相符；“正”，鉆孔的方向不出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象；“平”，所設(shè)置的各孔需彼此平行；“直”，在施工中，各孔鉆進(jìn)要直；“齊”，所有的孔都要到達(dá)指定的深度，換言之，孔底應(yīng)共處于相同平面上[1]。關(guān)于具體布置方案，如下圖所示。

4.1.2 鉆孔檢查及排水

裝藥之前需全面檢查各個(gè)鉆孔，若出現(xiàn)淤堵現(xiàn)象，首先使用炮棍清理干凈，隨后借助高壓風(fēng)將孔內(nèi)殘?jiān)党?。若重點(diǎn)部位清理難度較大，可在周邊鉆孔。為全面避免堵孔現(xiàn)象，需注重如下幾點(diǎn)：

①完成鉆孔作業(yè)后隨即清理巖粉，若難以全面吹凈，允許適當(dāng)加大超深，將超出的部分用于存留巖粉。②注重鉆孔的開口，不可設(shè)置為喇叭狀，在鉆進(jìn)時(shí)若周邊巖石穩(wěn)定性欠佳，需使用泥漿處理，達(dá)到固壁封縫的效果[2]。③將存在于孔口的巖渣等與工程施工無關(guān)的雜質(zhì)清理干凈，不可落入孔內(nèi)。④結(jié)束鉆孔作業(yè)后，在第一時(shí)間封口，若遇到雨天施工環(huán)境，需在孔口設(shè)置小型圍堰，為了避免雨水進(jìn)入孔內(nèi)從而影響施工的有序進(jìn)行，要采用塑料布對(duì)孔口進(jìn)行覆蓋。⑤結(jié)束鉆孔作業(yè)后，需在第一時(shí)間裝藥爆破。

4.1.3 裝藥及填塞

嚴(yán)格控制裝藥量，若孔位或是抵抗線偏離設(shè)計(jì)要求，需合理調(diào)整用藥量，但必須在工程許可范圍內(nèi)。裝藥過程中應(yīng)得到炮棍與炮錘的輔助，若出現(xiàn)孔內(nèi)巖壁不平整的現(xiàn)象，需通過炮棍做進(jìn)一步處理。在裝藥過程中，首先要明確藥量多少，并將其放在孔口處，同時(shí)記錄爆藥包的方位。由于裝藥結(jié)構(gòu)中涉及反向起爆裝置，因此為了保證爆破工作的順利進(jìn)行，首先要保證藥量充足，并利用炮棍對(duì)藥包進(jìn)行輕搗，避免出現(xiàn)藥包結(jié)塊的現(xiàn)象，從而影響起爆裝置的正常工作。

孔口的填塞質(zhì)量在很大程度上會(huì)直接影響最終爆破質(zhì)量。因此在裝藥階段，必須要保證孔口被填塞完全，填塞長度控制為鉆孔直徑的（30±10）倍。在干孔中可以采用細(xì)砂土以及巖粉作為填塞原材料，尤其注意要加大對(duì)原材料的檢查力度，確保其不含有大直徑石塊后才可投入使用。除此之外，相關(guān)工作人員還應(yīng)定期對(duì)起爆線路進(jìn)行檢查，避免因?yàn)榭卓诎l(fā)生堵塞從而影響起爆裝置的正常工作。

4.2 起爆網(wǎng)路

采用非電導(dǎo)爆管雷管、孔內(nèi)外非電微差起爆網(wǎng)路以及多排孔微差爆破作為此地鐵施工的主要起爆網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮重要作用。爆破過程中使用 2、4、6、7、8、9 段雷管，且爆破與爆破之間的間隔為50ms，當(dāng)起爆裝置開啟時(shí)，一次藥量可分為七響。為了減少爆破對(duì)周圍建筑物的影響，本工程采用排間微差的爆破方式，以使工效得到提高。除此之外，為了保證起爆裝置的正常運(yùn)行，中深孔內(nèi)需要采用雙雷管起爆的方式，以此加強(qiáng)對(duì)整體起爆質(zhì)量的把控。

5 爆破安全

5.1 爆破震動(dòng)的控制

爆破震動(dòng)的控制標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行制定，其中磚砌平房為（0.9±0.1）cm/s，而混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)以及地下管線分別為2.5cm/s、1.5cm/s[3]。

為了保證爆破周圍建筑物的安全，可通過以下幾個(gè)途徑緩解對(duì)周圍建筑物的影響：①采用微差毫秒爆破技術(shù)，在源頭處對(duì)起爆藥量進(jìn)行控制，以此解決爆破震動(dòng)問題；②改變爆破網(wǎng)絡(luò)的連接方式，使炮孔中垂線盡量遠(yuǎn)離建筑物，避免對(duì)建筑物造成損壞；③采用分臺(tái)階、分段的爆破順序，從而在最大程度上降低對(duì)周圍建筑物的影響；④采用相關(guān)技術(shù)手段切斷建筑物與爆區(qū)之間的聯(lián)系，以達(dá)到降低爆破震動(dòng)的目的；⑤相關(guān)人員要加大對(duì)監(jiān)控量的測(cè)量力度，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)出現(xiàn)偏差，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

5.2 爆破飛石的防護(hù)措施

為了避免爆破過程中出現(xiàn)飛石，從而對(duì)周圍建筑物造成損壞。在爆破施工過程中，要根據(jù)施工需求以及爆破進(jìn)度合理控制爆破參數(shù)，同時(shí)加大對(duì)炮孔質(zhì)量的檢查力度。在基坑爆破過程中，一定要設(shè)置防護(hù)墊，避免增加施工安全隱患的產(chǎn)生。除此之外，在施工過程中要確保所有人員均位于警戒線以外。具體采取的措施有：

①在爆破施工開始前，對(duì)臺(tái)階進(jìn)行清理，確保臺(tái)階表面不含有松動(dòng)石塊，避免在爆破過程中出現(xiàn)飛石。②爆破方案在設(shè)計(jì)前首先要明確施工現(xiàn)場(chǎng)的地形條件以及被爆地層的相關(guān)資料，其次再根據(jù)施工需求合理控制爆破參數(shù)，注意弱面處不能設(shè)置炸藥。③選擇最佳的裝藥類型，威力過大的炸藥會(huì)導(dǎo)致飛石的發(fā)生，因此通常采取威力較低的炸藥進(jìn)行爆破，避免炸藥威力過大導(dǎo)致爆破過程中出現(xiàn)大量飛石。④合理控制起爆時(shí)間，制定適宜的起爆形式。⑤爆破前認(rèn)真復(fù)核炮孔布置的各種參數(shù)，如有與設(shè)計(jì)不符的現(xiàn)象，應(yīng)該采取合理有效的補(bǔ)救措施對(duì)其進(jìn)行修整。

5.3 交通設(shè)施的防護(hù)

當(dāng)基坑距離高架橋過近時(shí)，不僅會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成影響，而且還會(huì)影響整體橋梁建設(shè)的穩(wěn)固性，因此，建議采取如下措施：1提前對(duì)袖閥管進(jìn)行預(yù)埋，并采取相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行加固處理，同時(shí)沿樁基向外擴(kuò)1m，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)樁基出現(xiàn)變形現(xiàn)象，應(yīng)該立即對(duì)土層進(jìn)行加固，控制結(jié)構(gòu)本身沉降。2為了保證施工的有效性，施工單位和第三方要加大對(duì)施工的監(jiān)測(cè)力度。3提前制定補(bǔ)救預(yù)防措施，以便不時(shí)之需。

6 結(jié)語

綜上所述，復(fù)雜環(huán)境下不利于地鐵施工作業(yè)，且深基坑開挖爆破難度較大，在實(shí)際施工中需精確計(jì)算，選定可行爆破方式，做好爆破監(jiān)測(cè)工作，安排專員針對(duì)施工過程實(shí)行全面管理，將爆破影響控制在最低，為地鐵車站的施工作業(yè)創(chuàng)設(shè)優(yōu)良條件。