淺談控制爆破技術在青島地鐵三號線施工中的應用

陳 鵬（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島 266000）

淺談控制爆破技術在青島地鐵三號線施工中的應用

陳 鵬
（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島 266000）

本文以青島市地鐵三號線一期工程04標段五～江區間下穿建筑物為例，以控制爆破技術作為區間開挖技術，確保施工中洞體及地表構筑物的安全；同時將施工對臨近建構筑物造成的震動影響控制在規范允許范圍之內。

控制爆破；下穿建筑物；安全驗算；爆破設計

1 引言

地鐵以其高效、節能、環保、安全、舒適等特點，成為我國多個城市建設快速軌道交通的首選。本地鐵區間隧道由于地質的復雜、淺埋、地表構筑物、地下管線較多等因素給施工造成很大難度，因此施工中一定要選用適合該區域施工方法。

2 工程概況

2.1 工程簡介

五四廣場站-江西路站3號線區間設計起訖里程K7+053.5-K8+406.7，全長1353.2m。區間內設臨時施工豎井一座，豎井橫通道中心里程：K7+412.606；聯絡通道及泵房一座，中心里程K7+845。2號線區間設計范圍：K7+053.5-K7+060.2，長度6.7m。采用礦山法施工。

2.2 地質水文介紹

區間隧道沿線主要穿過中風化帶花崗巖和微風化花崗巖。上覆雜填土、強風化花崗巖上亞帶、強風化花崗巖中亞帶、強風化花崗巖下亞帶。

地下水類型按賦存方式主要為：第四系松散層孔隙水（潛水、微承壓水）和基巖裂隙水，地下水在Ⅱ類環境干濕交替作用下對混凝土結構具有弱腐蝕性；地下水按地層滲透性對混凝土結構有微腐蝕性；地下水在長期浸水條件下對混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。地下水在干濕交替條件下對混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性。

3 控制爆破技術應用

控制爆破技術是鉆爆法的一種，即通過一定的技術措施嚴格控制爆炸能量和爆破規模使爆破的聲響、震動、飛石、傾倒方向、破壞區域以及破碎物的散坍范圍在規定限度以內的爆破方法。

3.1 爆破方案選擇

本區間基巖埋深較淺，由于地面建筑物、管線密集，為將施工對地面建筑物、管線的影響控制在規范允許范圍內。

根據本區間隧道爆破施工結合下穿建筑物自身的特點，斷面尺寸、地理位置、沿線建筑物及地質條件，下穿建筑物爆破采用臺階法開挖，循環進尺取0.5 m-0.75m，為降低最大單段裝藥量，采用Φ150mm大直徑中空孔，菱形掏槽眼與周邊眼同時打眼，周邊眼不裝藥兼作減振孔，菱形掏槽首先起爆形成槽腔，再打設擴槽眼、內圈眼、周邊及底眼，層層擴爆。嚴格控制炮孔深度、最大段裝藥量，采取多種減振措施，減輕爆破對圍巖的擾動及對支護結構的不利影響，同時也減輕對上面建（構）筑物的震動，滿足《爆破安全規程》和業主提出的允許爆破振速的要求。根據爆破效果和實際的地質條件調整爆破參數，從而提高爆破效果。本文以下穿公共資源大廳正洞上臺階為例。

3.2 爆破設計

區間正洞穿越公共資源大廳開挖采用雙臺階法施工，上臺階開挖高度3m，下臺階開挖高度3.56m。

II級圍巖下穿公共資源大廳建筑物鉆爆設計

（一）炸藥的選擇

采用2號巖石乳化炸藥，藥卷規格Φ32mm×300g。

（二）雷管的選擇

采用1-20段系列非電塑料毫秒導爆雷管。

3.2.1 建筑基本情況

青島市公共資源交易大廳為青島市原市南區政府辦公樓，主樓地下2層，地上16層，結構為筒體框架結構，裙樓為地下二層，地上三層，框架結構，建成年代2000年。

3.2.2 地質資料

掌子面為II級圍巖，中～微風化細粒花崗巖，構造發育，塊碎結構，地下水成潮濕狀。

3.2.3 最大單段裝藥量計算

按薩道夫斯基公式進行單段裝藥量計算：

Q=R3(v/k)3/α

Q-最大單段裝藥量，kg；

R-爆源中心至被保護建筑物的最小距離，爆源中心至被保護建筑物的最小距離R2=a2+b2，（a為水平距離，b為垂直距離）。

V-保護對象所在地質點振動安全允許速度，cm/s；

K、α-與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數。

爆區不同巖性的K，α值。

巖性 K α堅硬巖石 50～150 1.3～1.5中硬巖石 150～250 1.5～1.8軟巖石 250～350 1.8～2.0

根據建筑物調查資料R取13m，V=2 cm/s，根據爆破試驗回歸分析k=150、α =1.4由此得出最大單段裝藥量Q=0.21kg。

3.3.4 炮眼布置圖

下穿公共資源大廳II級圍巖上臺階炮眼布置圖

3.2.4 II級圍巖穿建筑物裝填系數

掏槽眼使用菱形掏槽，為加強掏槽效果，中間打設Φ150中空孔，掏槽眼深度為0.7m，使用雷管段位為1、4、6、8、9、10、11、12段，采用直眼掏槽，輔助眼使用雷管段位為13、14、15、16、17、18、19、20段，炮眼深度為0.7m；共計炮眼數量16個，單孔及單段裝藥量為0.2kg。

上臺階擴爆Ⅰ，輔助眼使用雷管段位為1、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17段，炮眼深度為0.7m,共計炮眼數量為14個，單孔及單段裝藥量為0.2kg。

上臺階擴爆Ⅱ，輔助眼使用雷管段位為1、4、6、7、8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼尾14、15段, 炮眼深度為0.7m,共計炮眼數量為16個，單孔及單段裝藥量為0.2kg。

上臺階擴爆Ⅲ，輔助眼使用雷管段位為1、4、6、7、8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼尾14、15段, 炮眼深度為0.7m,共計炮眼數量為16個，單孔及單段裝藥量為0.2kg。

左側擴爆輔助眼雷管段位為1、4、6、7段，周邊眼段位為8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼為14、15段, 炮眼深度為0.7m,共計炮眼16個，單孔及單段裝藥量為0.2kg。

右側擴爆輔助眼雷管段位為1、4、6、7段，周邊眼段位為8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼為14、15段, 炮眼深度為0.7m,共計炮眼16個，單孔及單段裝藥量為0.2kg。

表3-1 II圍巖下穿公共資源大廳建筑物主要經濟技術指標

4 每立方米巖石炸藥量 kg/m31.46 5 每米進尺炸藥消耗量 kg/m 45.0

4.結論

3.2.5 炮眼堵塞

當臨空面確定之后，同一個段別的炮眼爆破引起振動的大小取決于這個段別的炮眼裝藥量多少。經實際應用證明，隧道炮泥堵塞與隧道常規爆破即炮眼無回填堵塞爆破相比，可節省20%炸藥。鑒于在市區內施工，粘土難以購買，經試驗采用錨固劑進行封堵炮眼。

3.2.6 起爆順序和方法

先起爆掏槽眼，形成臨空面，而后按順序起爆輔助眼和周邊眼。采用激發針起爆方式。

通過對地面的振速測試，爆破質點振速基本控制在2cm/s以下，正洞范圍地面僅有微小震動，地面建構筑物的變形均在規范允許值內。

青島市地鐵三號線一期工程04標段五～江區間采用控制爆破技術進行開挖施工，在實際施工過程中及時調整爆破設計參數，有效的控制超挖現象、地面振動及地表構造物的安全及噪音的控制均在規范內，滿足該工程施工要求。

[1]趙繼增，孫毅，青島地鐵隧道掘進的爆破控制及減震方法中國土木工程學會隧道及地下工程分會第十屆年會論文集（地鐵工程學報增刊），1998.

[2]張時忠，控制爆破技術。1993.

[3]胡昌華，徐增習控制爆破技術。《地鐵與輕軌》，2001.

TU75

B

1007-6344（2016）04-0231-02