【摘 要】 大連地鐵春光街車站位于大連市中心主干道華北路中段,為分離島式車站,明挖法施工,明挖基坑西側(cè)為兩棟連體五層磚混樓,右側(cè)為高架橋橋樁,基坑圍護(hù)樁最近處距離高架橋橋樁2.7米,本文就如何在該條件下爆破施工,施工中所設(shè)計得參數(shù),安全防護(hù)等進(jìn)行介紹。
【關(guān)鍵詞】 密集城市建筑群 明挖 爆破 控制
1 工程概況
春光街站:位于華北路與春光街交口處路下,總長186.15米。為地下雙層分離島式車站,線間距34.2m;車站左右線主體結(jié)構(gòu)明挖法施工,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取圍護(hù)樁加支撐的形式。
2 車站周圍環(huán)境及重要管線
該車站東北角為大連市第三中學(xué),東南角為城市公園(康園),西北角為多層住宅及低矮商業(yè)用房,西南角為大連工業(yè)大學(xué)成教學(xué)院教學(xué)樓、及多棟多層磚混住宅。車站分離島內(nèi)中部伴行東聯(lián)路橋樁將車站一分為二,車站所在范圍在華北路中間,沿華北路方向高架橋,高架橋為雙柱多跨連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),高架橋橋樁外邊緣與車站初襯開挖邊緣凈距2.7m,與車站主體結(jié)構(gòu)外墻凈距3.0m,橋樁總計12根,樁徑2.5m,樁長13.80~20.65m,距離隧道底部4.863~12.623m不等。
車站周圍有10kV電力管線,埋深0.75m;鑄鐵煤氣管直徑400mm,埋深1.5m;砼排水管直徑300mm,埋深2.48m;砼排水管直徑800mm,埋深4.6m。豎井旁直徑800mm、埋深4.6m砼排水管(距拱頂最小距離0.5m)
車站開挖范圍內(nèi)直徑兩米暗渠,及伴行DN500自來水管線,煤氣管線橫穿車站上方,已經(jīng)進(jìn)行懸吊保護(hù),給車站爆破開挖帶來了較大的影響。
3 場地工程地質(zhì)條件
車站地貌為剝蝕低丘陵,場地地形較為平坦,地面高程15.41~17.70m。車站范圍內(nèi)上覆蓋第四系人工堆積層,第四系上更新統(tǒng)坡洪積粉質(zhì)粘土層、碎石層,下伏震旦系長嶺子組鈣質(zhì)板巖,中生代燕山期輝綠巖。其中從開挖揭示地質(zhì)看,本車站址內(nèi)主要為碎石,震旦系長嶺子組鈣質(zhì)板巖,中生代燕山期輝綠巖。
4 爆破方案
4.1 爆破作業(yè)順序:
爆破整體順序采取先拉溝槽,后兩側(cè)進(jìn)行松動爆破。
4.2.1 拉槽溝開挖
拉槽采用淺孔漸進(jìn)開挖爆破法,每次開挖長度8m~10 m,使用全液壓鑿巖機(jī)鉆孔,鉆孔直徑d=50 mm(采用Φ32mm乳化炸藥)。溝槽斷面為梯形,槽頂寬2m,深度2 m。
4.2.1.1 拉槽爆破相關(guān)參數(shù)
針對一般建筑距離采取9m,12m兩種爆破參數(shù)作為參考,在無風(fēng)險源段按照2.0m孔深設(shè)計,槽溝距離建筑物距離小于12m時按照1.5m孔深設(shè)計,槽溝距離建筑物距離小于9m時按照1.0m孔深設(shè)計,如下表1
4.2.1.2 裝藥結(jié)構(gòu):
采用小直徑的Φ32 mm藥卷,可以降低線裝藥密度,因此拉槽的爆破施工采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。
4.2.1.3 溝槽爆破起爆順序
先起爆的藥包,要為后起爆藥包創(chuàng)造臨空面。對只有向上臨空面的溝槽爆破(即首段爆破段)應(yīng)設(shè)掏槽眼,并保證掏槽眼優(yōu)先起爆;由于溝槽的夾制作用,每次起爆的排數(shù)一般不宜大于lO排,否則影響爆破質(zhì)量。
4.2.2 .露天淺眼密孔的設(shè)計
本設(shè)計根據(jù)距離建筑物不同距離,考慮了不同孔深及孔距、排距三種爆破設(shè)計,以1.5m深孔為例,設(shè)計計算如下:
淺眼爆破每次開挖長度8~10 m,使用YT-28風(fēng)槍鉆孔,鉆孔直徑d=42 mm(采用Φ32mm乳化炸藥)。溝槽斷面為寬4.5m,深度1.5 m。
4.2.1.1 炸藥雷管的選擇
炸藥選用2#巖石銷銨炸藥、藥卷(一條)直徑32毫米,長200毫米,重0.15千克,雷管選用瞬發(fā)電雷管和毫秒雷管。
4.2.1.2 單孔藥量計算
對于中硬度的巖石,鉆孔深度L等于1.10倍爆破高度H(臺階高度2m),即L=1.10H=1.65m。由于爆破采用松動爆破,裝藥長度系數(shù)采用0.4,則單孔藥量計算為:
Q=0.4×L×γ=0.4×1.65×0.78=0.5Kg
Q——松動爆破的單孔藥量
γ——Φ32藥卷每米藥卷重量
4.2.1.3主要參數(shù)的選取
式中:
q——標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位體積的耗藥量,q=0.4kg/m3
e——炸藥換算系數(shù),2#巖石炸藥取1
W——為藥包中心到臨空面的最小抵抗線
4.2.1.4 孔位布置
4.2.1.4.1 炮眼布置按交錯梅花形布置炮孔;
4.2.1.4.2 根據(jù)巖質(zhì)特征和最小抵抗線長度確定的間距和排距,由①②式計算得孔距為:a=0.8(米);排距b=w=1.0(米)。共分4排起爆(見表2)。
4.2.1.5 不同孔深相關(guān)參數(shù)確定:
4.2.1.5.1 主炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)
主炮孔采用Ф32mm乳化炸藥,線裝藥密度大,為使炸藥能量較均勻的作用于巖石,便于后期的開挖和裝運,因此主炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)采用分層裝藥或不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。
4.2.1.6 起爆模式與起爆網(wǎng)絡(luò)
采用塑料導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)??紤]地震波破壞作用,距離基坑邊建筑物較勁,施工中使用地表微差的單孔起爆方法,一次起爆采用多段微差方式。網(wǎng)絡(luò)圖(如圖1):
4.3 爆破覆蓋
因本站位于主干路交叉口,車輛行人密集。施工中必須采用一定的非常手段。根據(jù)現(xiàn)場條件基坑開挖施工中采用頂層覆蓋與炮孔覆蓋相結(jié)合措施防止飛石。
基坑頂層采用軟覆蓋形式,設(shè)計采用竹排-草墊-布魯格網(wǎng)-沙袋防護(hù),覆蓋面積大于爆破區(qū)面積。覆蓋時要注意保護(hù)好起爆網(wǎng)絡(luò),爆破后對損害的防護(hù)覆蓋物進(jìn)行修補(bǔ)和增加。
炮孔覆蓋采用廢舊輪胎—炮被-鐵絲網(wǎng)-沙包形式,見圖1《爆破覆蓋示意圖》。
防護(hù)的邊緣應(yīng)超出爆區(qū)最外側(cè)炮孔,其距離可按下式計算,但不得小于50cm。
Δ=4×(W+δ)
Δ---防護(hù)的邊緣應(yīng)超出爆區(qū)最外側(cè)炮孔的距離,m;
W—藥包的最小底抗線,m;
δ---覆蓋空隙,m。
結(jié)語:該爆破方案在施工中取得了較好的實際效果,可供同類工程進(jìn)行參考。同時,在受最大一段裝藥量的限制,一次裝藥量有時會大于最大一段裝藥量,此時采用分段微差控制爆破,在臨近建筑物爆破作業(yè)時,根據(jù)距建筑物距離使每段裝藥量不超過計算得出的單孔最小裝藥量,嚴(yán)格控制爆破震動速度,以保證有關(guān)構(gòu)建物的安全。
參考文獻(xiàn)
[1] 天運生,田會禮,楊永琦.定向斷裂控制爆破理論分析及現(xiàn)場應(yīng)用[J].煤炭工程,2005(3).
[2] 王文龍.鉆眼爆破[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1989.
[3] 張志成.爆破基礎(chǔ)理論與設(shè)計施工技術(shù)[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1994.