一項引人注目的紐約地鐵隧道工程
—— 紐約東出入口隧道工程（續）

一項引人注目的紐約地鐵隧道工程
—— 紐約東出入口隧道工程（續）

1 紐約東出入口隧道工程概述

紐約東出入口隧道工程是在大中央樞紐站（GCT）下面新建的一個富有創意的樞紐站。這個新的樞紐站有2個平行的大洞室，每個大洞室各有上、下、左、右4個小洞室。2個大洞室的腰部有1個夾層通道貫通，夾層通道的一端與自動扶梯斜隧道相連，通向站廳、出入口（圖1）。

圖1 在大中央樞紐站下面新建的樞紐站

2個大洞室（含8個小洞室）完成后，可供列車駛進、駛出，并進行渡線換軌，實現樞紐站的全部功能。

每個大洞室大約長35 m，寬8.3 m，高21.3 m。8個小洞室是用2臺盾構（直徑均為6.7 m）開挖而成的（圖2），地質主要是頁巖、片麻巖、花崗巖和大理石。盾構開挖的圓形小洞室的周圍需要擴大，擴大時將采用鉆孔爆破法開挖，組合式初期支護由鋼拱架、錨桿、鋼筋網和噴混凝土組成，永久襯砌為現澆混凝土。

圖2 包含4個小洞室的大洞室示意圖

要求鉆爆法施工不影響上面大中央樞紐站（GCT）和地鐵北方鐵路（MNR）的正常運營；同時不得損壞巖石地層的整體性與既有的結構物。

新建的東55號街通風和變電所設施包括強制通風隧道、豎井和洞室（設有上下層2個通風機房以及設備電力變電所層和牽引動力變電所層），這一工程與既有的地鐵北方鐵路隧道比鄰，與既有的通風隧道系統組成一體（圖3）。同樣需要采用鉆爆法施工，也會遇到大洞室鉆爆法施工類似的問題。

2 鉆孔爆破法施工的安全規則和技術措施

施工的關鍵是控制地層和結構受爆破作用產生的變形，必須把這種變形限制在容許范圍以內。

既有的運營中的樞紐站，它除了運送乘客外，還是供人們參觀游覽的建筑物，每天大約有75萬人在此集散，其中25萬是通勤的地鐵乘客，另外50萬人是來此參觀游覽購物的。為了避免過多的爆破粉塵流向地面，因此，在地下用高壓水槍噴水形成隔離帷幕，使大部分粉塵經通風隧道排出。

圖3 新建的東55號街通風和變電所設施

控制爆破震動和實行環境管理是非常重要的2項工作。重點放在爆破作業的質量控制上，對從事爆破工作的人員進行嚴格的資格審查。

為了保護既有車站下面的巖體，將爆破震動速度限制在50 mm/s以內。如果是在歷史性建筑物的下方進行爆破，則應將爆破震動速度限制在12.5 mm/s以內。離既有建筑物的柱腳4 m范圍以內不容許進行爆破。

對既有結構物的保護，用爆破引起結構產生的微應變（με）來評估。當達到50微應變時應對結構進行檢查；當達到100微應變時應發出警告。也可以把微應變換算成應力與容許應力進行比較。然而，量測結果表明，由列車運行引起結構產生的微應變大于爆破所引起的微應變。

在環境管理方面，主要是不使爆破產生的煙霧、粉塵和超壓進入運營中的車站，因此，采取了防爆門和機械通風等措施。

由持有許可證的供應商提供Emulex藥卷和Nonel延時雷管。爆破采用1組炮眼包含2～3次延時爆破（7 ms）的方式。有時為了減小炸藥爆破的振動，還事先采用靜力膨脹劑使巖石預裂。

施工部門必須向運營部門提供超前兩星期的爆破施工計劃，列出下列內容：在哪個爆破位置、何時由早、中、晚哪個工班實施爆破，需進行多少次。在客運高峰時間不容許進行爆破，最長的爆破作業時間窗不超過12 min。還規定對所有各次爆破必須有24 h前的正式通知，用電話與運營車站直接溝通，把確切的爆破時間告訴車站。

對于55號街通風和變電所洞室的爆破施工，首先在壓力通風隧道施工時進行了不同的裝藥試驗：在各炮眼的一定長度內，分別裝25%、50%和100%的炸藥，其余部分用填料搗實。在壓力通風隧道開挖完成后，依次進行豎井和洞室開挖，由爆破產生的在空氣中的聲響不得大于133 dB，相應的爆破震動速度不大于15 mm/s。施工時分臺階逐級爆破開挖，先采用靜力膨脹劑使巖石預裂，然后進行鉆孔爆破。為了保持地面交通安全，需要在地面上鋪設鋼板。

目前紐約東出入口隧道工程全部開挖工作均已完成，計劃在2020年開通。

3 結束語

本刊2012年第1期曾刊出“一項引人注目的紐約地鐵隧道工程——紐約東出入口隧道工程”一文，介紹新樞紐站的2個大洞室的8個小洞室是如何采用2臺盾構按計劃完成掘進的。這期所刊出的內容是它的繼續報道，介紹鉆孔爆破法在洞室擴大施工中的應用。值得我們注意的是，在如此復雜的樞紐站工程中，凸現了在爆破施工中安全生產的重要性，在設計和施工的所有技術措施的細節中獲得充分體現。

[1] Never so bored in NY [J]. Tunnels & Tunnelling International，2010（8）：31-34.

[2] East side explosives [J]. Tunnels & Tunnelling International，2014 (8)：40-43.

[3] 一項引人注目的紐約地鐵隧道工程——紐約東出入口隧道工程[J]. 現代城市軌道交通，2012（1）：66-67，70.

邵根大 編譯

責任編輯 冒一平

2015-10-10