淺談地鐵暗挖隧道爆破施工監(jiān)測技術(shù)

陳義豐

深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東深圳 518000

1 工程概述

某市軌道交通工程礦山法隧道，有18號線左線、右線、22號線左線、右線、隴枕出場線、入場線共6條線路并行，線路大致呈南北走向，最小線間距6m，線路平面最小曲線半徑為600m，線路最大縱坡4.6‰。本區(qū)間礦山法隧道設(shè)置3個單洞雙線隧道。

2 地鐵暗挖隧道爆破施工監(jiān)測技術(shù)措施

2.1 施工方案

本文主要就1#施工橫通道暗挖爆破進(jìn)行研討，橫通道采用臺階法開挖，臺階長度3-5m，上下臺階總長度以10-15m為宜。隧道開挖方式采用礦山法開挖的方式，上臺階將渣拔到中下臺階，下臺階出碴利用裝載機(jī)或者挖掘機(jī)裝碴，汽車運(yùn)碴至豎井用提升斗運(yùn)至堆土場[1]。

2.2 炮眼布置

橫通道高12.86m，寬8.7m。橫通道采用礦山法爆破，采用上下臺階隧道爆破。每榀進(jìn)尺為0.5m，爆破時采用每次進(jìn)2-4榀。掏槽區(qū)炮眼深度控制在1.3-2.5m左右。輔助孔采用梅花狀均勻布孔。周邊孔間距取400-600mm，最小抵抗線取400-600mm；輔助孔間距取600-1000mm；掏槽孔間距取1200-2500mm，掏槽孔斜度為60°-75°。具體參數(shù)在試爆后作進(jìn)一步調(diào)整。爆破時先爆破上臺階，再爆破中臺階，最后爆破下臺階。

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

為避免散雜電流影響，選用國產(chǎn)Ⅱ系列15段非電毫秒雷管；結(jié)合炮孔直徑和防水要求選用準(zhǔn)32的乳化炸藥。均采用反向不耦合連續(xù)裝藥，橫通道的周邊孔、隧道的周邊孔采用空氣不耦合間隔裝藥，為了確保爆破效果炮孔的填塞長度一般不得小于炮孔長度的1/3，堵塞材料：淺孔臺階爆破采用米石堵塞，橫通道、隧道掘進(jìn)爆破采用炮泥堵塞。

2.4 爆破起爆網(wǎng)路

設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)絡(luò)為孔內(nèi)微差，導(dǎo)爆管雷管一般跳段（奇數(shù)段位）使用，使段間間隔時間大于50ms，防止地震波相疊加而產(chǎn)生較大的振動。起爆采用非電雷管起爆，爆破網(wǎng)路聯(lián)接和起爆方式如圖3所示。

2.5 爆破安全設(shè)計(jì)

2.5.1爆破振動有害效應(yīng)控制及預(yù)防措施

（1）合理選取爆破參數(shù)，布置鉆孔孔距、排距，鉆孔方向和鉆孔深度。

（2）嚴(yán)格控制單孔裝藥量、禁止超裝藥量，大量爆破施工前先進(jìn)行試爆，以此調(diào)整合適的單孔裝藥量和炸藥單耗。

（3）擴(kuò)大安全警戒范圍，保證人員、機(jī)械撤離到安全區(qū)域。

（4）采用毫秒延時起爆網(wǎng)路，控制最大單孔起爆藥量，合理布置起爆點(diǎn)和傳爆方向。

2.5.2爆破后排險措施

爆破施工全部完成后先由挖掘機(jī)進(jìn)入掌子面，對因爆破松動容易掉落而未掉落的巖石進(jìn)行清理，排除安全隱患。立架工人施工前由專人對整個作業(yè)面進(jìn)行排查，對易掉落的巖石及時進(jìn)行清除，保證施工安全[2]。

2.6 加強(qiáng)光面爆破技術(shù)水平

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，光面爆破與普通爆破相比，超挖量由原來的15%-20%降低到4%-7%，既減少了后續(xù)工序的工作量，又降低了施工成本，加快了施工進(jìn)度。所以加強(qiáng)光面爆破技術(shù)水平是提升開挖質(zhì)量的關(guān)鍵因素。開挖前根據(jù)圍巖的實(shí)際情況制定合理的爆破設(shè)計(jì)方案。光面爆破分區(qū)起爆順序?yàn)椋禾筒劭住o助孔→周邊孔→底板孔。爆破方式采用多段毫秒串聯(lián)由內(nèi)向外一次起爆。炸藥選用2號巖石乳化炸藥，該炸藥爆速值高、炮煙少、抗水性強(qiáng)具有良好的爆炸性能。導(dǎo)爆器材選用非電毫秒導(dǎo)爆管雷管，該種雷管安全可靠，光爆孔采用間斷軸向不耦合裝藥技術(shù)，不耦合系數(shù)控制在1.5-2.0范圍內(nèi)。

2.7 水平位移監(jiān)測

①對于地鐵水平位移的監(jiān)測，一般采用極坐標(biāo)法以及小角度觀測法，可以采用后方交會以及導(dǎo)線測量等方法；②在采用小角度監(jiān)測法時，必須設(shè)置觀測墩，利用強(qiáng)制對中監(jiān)測方式實(shí)施監(jiān)測；③前方交會觀測法，應(yīng)該選擇距離較遠(yuǎn)的穩(wěn)定性目標(biāo)，將其作為定向點(diǎn)，并且要求交會長度大于定向點(diǎn)與觀測點(diǎn)之間的距離。

2.8 隧道爆破振動監(jiān)測

隧道爆破振動監(jiān)測是為了實(shí)時監(jiān)測某位置處質(zhì)點(diǎn)的振動響應(yīng)，分析爆破地震波在介質(zhì)中能量分布規(guī)律，防止和減小爆破振動對周邊結(jié)構(gòu)的破壞。利用測試系統(tǒng)中的拾振器1，2，3分別測量振動速度的水平徑向分量Vr、水平切向分量Vτ和垂直分量Vz?？刹捎肨C-4850爆破測振儀監(jiān)測爆破振動速度，振動傳感器應(yīng)垂直于隧道豎直方向，平行于隧道軸線方向且垂直于隧道墻壁[3]。

2.9 沉降監(jiān)測

由于隧道爆破施工環(huán)境比較特殊，可以采用三角高程測量方法進(jìn)行監(jiān)測，三角高程測量是通過觀測控制點(diǎn)與監(jiān)測點(diǎn)之間的水平距離和天頂距（或高度角α）求定兩點(diǎn)間高差的方法。它觀測方法簡單，受地形條件限制小，是測定大地控制點(diǎn)高程的基本方法。在測站上安置全站儀，量取儀器高iA；在目標(biāo)點(diǎn)上安置標(biāo)桿、覘牌或固定棱鏡，量取覘標(biāo)高VB。測定兩點(diǎn)間的水平距離，根據(jù)三角學(xué)原理按下式求得兩點(diǎn)間的高差為：

h=S×tgα+儀器高-覘標(biāo)高

再經(jīng)過計(jì)算得出監(jiān)測點(diǎn)高程，對比高程可以計(jì)算出沉降變化量。

3 結(jié)語

為了實(shí)現(xiàn)信息化施工，以保證施工安全及施工質(zhì)量，施工期間需進(jìn)行監(jiān)控量測。通過監(jiān)測收集必要的變形、受力數(shù)據(jù)，繪制各種時態(tài)關(guān)系圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，對周邊建（構(gòu)）筑的安全做出綜合判斷，并及時反饋于施工中，調(diào)整施工措施，使施工安全進(jìn)入信息化控制中。這一系列的施工安排是有效的、安全的方法，但是還要進(jìn)一步的研究，在施工生產(chǎn)過程中，不斷的進(jìn)行完善和提高。