浅谈控制爆破技术在青岛地铁三号线施工中的应用

陈 鹏（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266000）

浅谈控制爆破技术在青岛地铁三号线施工中的应用

陈 鹏
（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266000）

本文以青岛市地铁三号线一期工程04标段五～江区间下穿建筑物为例，以控制爆破技术作为区间开挖技术，确保施工中洞体及地表构筑物的安全；同时将施工对临近建构筑物造成的震动影响控制在规范允许范围之内。

控制爆破；下穿建筑物；安全验算；爆破设计

1 引言

地铁以其高效、节能、环保、安全、舒适等特点，成为我国多个城市建设快速轨道交通的首选。本地铁区间隧道由于地质的复杂、浅埋、地表构筑物、地下管线较多等因素给施工造成很大难度，因此施工中一定要选用适合该区域施工方法。

2 工程概况

2.1 工程简介

五四广场站-江西路站3号线区间设计起讫里程K7+053.5-K8+406.7，全长1353.2m。区间内设临时施工竖井一座，竖井横通道中心里程：K7+412.606；联络通道及泵房一座，中心里程K7+845。2号线区间设计范围：K7+053.5-K7+060.2，长度6.7m。采用矿山法施工。

2.2 地质水文介绍

区间隧道沿线主要穿过中风化带花岗岩和微风化花岗岩。上覆杂填土、强风化花岗岩上亚带、强风化花岗岩中亚带、强风化花岗岩下亚带。

地下水类型按赋存方式主要为：第四系松散层孔隙水（潜水、微承压水）和基岩裂隙水，地下水在Ⅱ类环境干湿交替作用下对混凝土结构具有弱腐蚀性；地下水按地层渗透性对混凝土结构有微腐蚀性；地下水在长期浸水条件下对混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。地下水在干湿交替条件下对混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。

3 控制爆破技术应用

控制爆破技术是钻爆法的一种，即通过一定的技术措施严格控制爆炸能量和爆破规模使爆破的声响、震动、飞石、倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定限度以内的爆破方法。

3.1 爆破方案选择

本区间基岩埋深较浅，由于地面建筑物、管线密集，为将施工对地面建筑物、管线的影响控制在规范允许范围内。

根据本区间隧道爆破施工结合下穿建筑物自身的特点，断面尺寸、地理位置、沿线建筑物及地质条件，下穿建筑物爆破采用台阶法开挖，循环进尺取0.5 m-0.75m，为降低最大单段装药量，采用Φ150mm大直径中空孔，菱形掏槽眼与周边眼同时打眼，周边眼不装药兼作减振孔，菱形掏槽首先起爆形成槽腔，再打设扩槽眼、内圈眼、周边及底眼，层层扩爆。严格控制炮孔深度、最大段装药量，采取多种减振措施，减轻爆破对围岩的扰动及对支护结构的不利影响，同时也减轻对上面建（构）筑物的震动，满足《爆破安全规程》和业主提出的允许爆破振速的要求。根据爆破效果和实际的地质条件调整爆破参数，从而提高爆破效果。本文以下穿公共资源大厅正洞上台阶为例。

3.2 爆破设计

区间正洞穿越公共资源大厅开挖采用双台阶法施工，上台阶开挖高度3m，下台阶开挖高度3.56m。

II级围岩下穿公共资源大厅建筑物钻爆设计

（一）炸药的选择

采用2号岩石乳化炸药，药卷规格Φ32mm×300g。

（二）雷管的选择

采用1-20段系列非电塑料毫秒导爆雷管。

3.2.1 建筑基本情况

青岛市公共资源交易大厅为青岛市原市南区政府办公楼，主楼地下2层，地上16层，结构为筒体框架结构，裙楼为地下二层，地上三层，框架结构，建成年代2000年。

3.2.2 地质资料

掌子面为II级围岩，中～微风化细粒花岗岩，构造发育，块碎结构，地下水成潮湿状。

3.2.3 最大单段装药量计算

按萨道夫斯基公式进行单段装药量计算：

Q=R3(v/k)3/α

Q-最大单段装药量，kg；

R-爆源中心至被保护建筑物的最小距离，爆源中心至被保护建筑物的最小距离R2=a2+b2，（a为水平距离，b为垂直距离）。

V-保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s；

K、α-与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

爆区不同岩性的K，α值。

岩性 K α坚硬岩石 50～150 1.3～1.5中硬岩石 150～250 1.5～1.8软岩石 250～350 1.8～2.0

根据建筑物调查资料R取13m，V=2 cm/s，根据爆破试验回归分析k=150、α =1.4由此得出最大单段装药量Q=0.21kg。

3.3.4 炮眼布置图

下穿公共资源大厅II级围岩上台阶炮眼布置图

3.2.4 II级围岩穿建筑物装填系数

掏槽眼使用菱形掏槽，为加强掏槽效果，中间打设Φ150中空孔，掏槽眼深度为0.7m，使用雷管段位为1、4、6、8、9、10、11、12段，采用直眼掏槽，辅助眼使用雷管段位为13、14、15、16、17、18、19、20段，炮眼深度为0.7m；共计炮眼数量16个，单孔及单段装药量为0.2kg。

上台阶扩爆Ⅰ，辅助眼使用雷管段位为1、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17段，炮眼深度为0.7m,共计炮眼数量为14个，单孔及单段装药量为0.2kg。

上台阶扩爆Ⅱ，辅助眼使用雷管段位为1、4、6、7、8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼尾14、15段, 炮眼深度为0.7m,共计炮眼数量为16个，单孔及单段装药量为0.2kg。

上台阶扩爆Ⅲ，辅助眼使用雷管段位为1、4、6、7、8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼尾14、15段, 炮眼深度为0.7m,共计炮眼数量为16个，单孔及单段装药量为0.2kg。

左侧扩爆辅助眼雷管段位为1、4、6、7段，周边眼段位为8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼为14、15段, 炮眼深度为0.7m,共计炮眼16个，单孔及单段装药量为0.2kg。

右侧扩爆辅助眼雷管段位为1、4、6、7段，周边眼段位为8、9、10、11、12、13、16、17、18、19段，底板眼为14、15段, 炮眼深度为0.7m,共计炮眼16个，单孔及单段装药量为0.2kg。

表3-1 II围岩下穿公共资源大厅建筑物主要经济技术指标

4 每立方米岩石炸药量 kg/m31.46 5 每米进尺炸药消耗量 kg/m 45.0

4.结论

3.2.5 炮眼堵塞

当临空面确定之后，同一个段别的炮眼爆破引起振动的大小取决于这个段别的炮眼装药量多少。经实际应用证明，隧道炮泥堵塞与隧道常规爆破即炮眼无回填堵塞爆破相比，可节省20%炸药。鉴于在市区内施工，粘土难以购买，经试验采用锚固剂进行封堵炮眼。

3.2.6 起爆顺序和方法

先起爆掏槽眼，形成临空面，而后按顺序起爆辅助眼和周边眼。采用激发针起爆方式。

通过对地面的振速测试，爆破质点振速基本控制在2cm/s以下，正洞范围地面仅有微小震动，地面建构筑物的变形均在规范允许值内。

青岛市地铁三号线一期工程04标段五～江区间采用控制爆破技术进行开挖施工，在实际施工过程中及时调整爆破设计参数，有效的控制超挖现象、地面振动及地表构造物的安全及噪音的控制均在规范内，满足该工程施工要求。

[1]赵继增，孙毅，青岛地铁隧道掘进的爆破控制及减震方法中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十届年会论文集（地铁工程学报增刊），1998.

[2]张时忠，控制爆破技术。1993.

[3]胡昌华，徐增习控制爆破技术。《地铁与轻轨》，2001.

TU75

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1007-6344（2016）04-0231-02