復雜環境下深基坑控制爆破

汪小艷，汪龍

（重慶市爆破工程建設有限責任公司，重慶400020）

復雜環境下深基坑控制爆破

汪小艷，汪龍

（重慶市爆破工程建設有限責任公司，重慶400020）

目前城鎮深基坑爆破作業周邊環境條件日趨復雜，不僅周邊毗鄰大量重要的建（構）筑物，有時在其下方還有軌道交通、地下通道、人防工事等重要設施需要保護。對爆破施工產生有害效應的控制提出了更高的要求，特別是爆破振動和飛石的控制。為此，該文提出在復雜環境下的深基坑爆破采用大孔徑臺階爆破逐孔微差起爆的方法，并采取開挖減振槽、加強爆區覆蓋等措施，有效控制了爆破有害效應。

深基坑；控制爆破；振動；覆蓋；重慶

1 工程概況

該工程地處重慶市渝中區兩路口，由中山三路、中山二路、中山支路環繞而成，人流量、車流量巨大，且在該工程南側區域有輕軌3號線隧道通過，以及軌道交通3號線和2號線換乘樞紐站。由于地處城市中心地段，周邊有大量的高層建筑和橋梁、燃氣管道、電力設施等市政公共設施，施工環境十分復雜。該工程設計向下最大開挖深度達20m，需爆破作業土石方方量達40萬m3，屬深基坑工程。

2 方案選擇

2.1 施工的難點

（1）施工區域地處交通樞紐中心，車流量、人流量巨大，對爆破振動、噪音、飛石等有害效應的控制要求極為嚴格。

（2）基坑工程南部正下方有輕軌隧道通過，列車運行密集，且有大斷面地下換乘車站等重要設施。

（3）周邊有醫院、圖書館、銀行、酒店等重點保護對象。

2.2 施工方案

根據《重慶市軌道交通管理辦法》等相關規定，設計在軌道交通隧道左右50m范圍內采用機械方式開挖，50m以外的區域采用爆破方式開挖作業[1]。因該工程周邊預埋電纜、管線復雜，雜散電、感應電、射頻電等對起爆器材的使用安全不利，因此，采用塑料導爆管雷管起爆[2]。

目前在城鎮土石方工程爆破施工中主要采用小孔徑淺孔爆破、中深孔臺階爆破和大孔徑淺孔爆破等施工方案。小孔徑淺孔爆破是最常用的爆破方案，易于控制單孔裝藥量，對爆破安全有利，但采用人工鉆孔，勞動強度大效率低，不能滿足工程進度要求；中深孔臺階爆破施工機械化程度高、效率高，能有效滿足城鎮土石方施工需要，但其產生的振動、噪音等有害效應大，不易控制。因此，為滿足復雜環境下爆區周邊環境對爆破有害效應控制的需要，同時提高爆破施工效率，采用大孔徑淺孔爆破作業的方案。

3 參數設計

3.1 鉆孔機具選擇

該工程及周邊環境巖石性質主要以頁巖和砂巖為主，巖性較軟。故采用鉆頭直徑為Φ75 mm勤牛挖機鉆施工，成孔孔徑Φ80mm。該機具技術性能先進、轉速快、振動小、噪音低、操作靈活方便，十分適合城鎮復雜環境條件下施工作業[3]。

3.2 爆破參數計算

根據該工程的地質特征，選取合適的公式計算出爆破參數。底盤抵抗線：根據鉆孔的安全條件計算公式Wd≤Hcotα+β以及臺階高度和孔徑計算公式Wd=（0.6～0.9）H、Wd=Kd等經驗公式計算。炮孔孔距和排距：a=mWd,按正三角形梅花布孔b= asin60°。堵塞長度：Ld=(0.9～1.0)Wd計算[4]，則計算得出參數如表1。

表1 爆破參數表

3.3 起爆順序及爆破網絡

由于爆區周圍環境十分復雜，有大量重要保護建筑物、輕軌交通隧道、電力、燃氣管道等設施，限制了一次起爆最大單響藥量，因此設計采用孔內孔外延時起爆的非電爆破網絡，孔內采用高段位導爆管雷管MS12，孔外炮孔間采用低段位導爆管雷管MS3延時間隔起爆，排間則采用導爆管雷管MS5延接力起爆[5]。

4 爆破振動安全校核

為有效控制爆破振動，采用薩道夫斯基公式Qmax=k(Q1/3/ R)α計算距離被保護建筑物R處的最大單響藥量，式中v為安全震速，取不大于1.0cm/s，Qmax為單響最大藥量kg，根據本工程實際情況，取相關系數K、α分別取200、1.6。經計算不同距離最大段同時起爆最大藥量見表2。

表2 不同距離下最大起爆藥量

從表2可以看出在距離軌道交通隧道50m以外的爆破區域的最大允許單響藥量6kg，符合爆破設計單孔裝藥量的計算。

5 爆破有害效應控制

5.1 爆破振動控制

為降低爆破振動對輕軌隧道及周邊保護建筑物的影響，須嚴格控制每一次爆破的最大單響藥量，使輕軌隧道的爆破安全振速允許值控制在1.0cm/s以內。使用孔徑為800~ 1000mm的大U型旋挖設備在爆破施工區域和被保護巖體間鉆取一圈連續相切的空孔，形成一條完整的減振槽，以阻斷爆破地震波的傳播，防止爆破振動對周圍建筑物和設施的破壞。在施工過程中將減振槽設為8～10m一個水平，當爆破施工到相應水平后，再利用旋挖設備開挖下一個8～10m減振槽，直至達到設計開挖標高[6]。

5.2 飛石的控制

一般爆區覆蓋分為輕型覆蓋和重型覆蓋。在城鎮土石方淺臺階控制爆破中，經常使用輕型覆蓋，可減少爆破飛石和噪聲造成的危害。該工程中，在距離高壓線較近區域必須采用重型覆蓋防護措施，防止發生意外。

(1)覆蓋材料：采用廢輪胎編織，其長寬為3m×2m，并在炮被四角設置扶手以便使用。

(2)覆蓋范圍：炮被覆蓋區域的邊緣必須超過起爆區域邊緣的0.8倍最小抵抗線。

(3)覆蓋的注意事項：在采用炮被覆蓋爆破區域時，炮被應整體放置到覆蓋區域，不能來回拖拽，防止破壞爆破網路。當爆破區域較大需采用多個炮被覆蓋時，炮被之間應進行疊放，疊放區域的寬度應大于0.8倍最小抵抗線，且先爆區域的炮被放在上層。

6 爆破效果

由于采取多項措施，整個施工過程中爆破振速值控制在允許范圍以內，緊鄰的軌道交通及周邊設施運行正常，同時由于藥量控制和覆蓋措施到位，飛石完全控制在有效范圍內，實現了城鎮深基坑工程安全、快速、高效施工，得到相關單位的一致好評。

[1]汪龍,孟祥棟.重慶中心項目平基土石方爆破設計方案[R].重慶市爆破工程建設有限責任公司，2012.

[2]GB6722-2003爆破安全規程[S].北京：中國標準出版社，2004.

[3]張福德,房澤法.新冶鋼場平石方爆破[J].爆破,2011,28 (3):56-57.

[4]汪旭光.中國典型爆破工程與技術[M].北京：冶金工業出版社，2006：901-903.

[5]葉海旺，石文杰，王二猛,等.金堆城露天礦生產爆破合理微差時間討論[J].爆破,2010,27(1):96-98.

[6]顧毅成，史雅語，金驥良.工程爆破安全[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2009.

責任編輯：孫蘇，李紅

Control over Deep Foundation Blasting under Complex Environmental Condition

At present,the environmental conditions of deep foundation blasting is growing complex.Not only adjacent important buildings,but also rail transit,underground tunnels and civil defense fortification call for protection.So higher requirements for control over harmful effects of blasting construction are put forward,especially control over blasting vibration and flying rocks.Under this situation,large apertured step blasting is presented for deep foundation blasting under complex environmental condition.And excavation damping slot and blasting zone coverage are also adopted to control harmful effects.

deep foundation;blasting control;vibration;coverage;Chongqing

TD235

A

1671-9107（2013）08-0040-02

2013-07-03

汪小艷（1985-），男，重慶人，本科，助理工程師，主要從事爆破工程施工管理和爆破器材研究。

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.08.040