蔣蘭英

（中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司，福建 福州350000）

1 工程概況

1.1 車(chē)站基本情況

鎮(zhèn)海路站位于鎮(zhèn)海路上，沿鎮(zhèn)海路西南～東北向布置，為地下二層（局部一層）側(cè)式站臺(tái)車(chē)站。車(chē)站起點(diǎn)里程YCK0+730.448，終點(diǎn)里程YCK1+140.077，有效站臺(tái)中心里程為YCK1+064.148，總長(zhǎng)410.82m，采用明挖結(jié)合半蓋挖法順作法施工。車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段主體結(jié)構(gòu)寬度為24.2m，頂板覆土 2.5～6.3m，底板埋深13.2～22.0m，標(biāo)準(zhǔn)段采用地下二層三柱四跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

1.2 周?chē)h(huán)境現(xiàn)狀

車(chē)站位于鎮(zhèn)海路上，一端跨思明南路，一端與鷺江道相連，車(chē)流量較大；車(chē)站范圍附近有婦幼保健醫(yī)院、千禧海景大酒店地下室、軍區(qū)宿舍大樓等建筑物；現(xiàn)狀道路范圍及周邊地下管網(wǎng)繁雜，如排水管、給水管、煤氣管等。

1.3 地質(zhì)情況

車(chē)站南北兩端地勢(shì)高差9.1m，南高北低；東西兩側(cè)巖面最大高差5m，東低西高。車(chē)站頂板覆土2.5～6.5m，底板位于散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖巖、中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖，直接涉及到雜填土、素填土、砂質(zhì)粘土、殘積礫質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、散體狀強(qiáng)分化花崗巖、碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖。溝槽巖石爆破量約700 m3，孔樁爆破量約1000 m3，基坑巖石爆破量約80000m3。本站基坑局部中、微風(fēng)化巖層約10～20m，而且本站處于市區(qū)，車(chē)輛來(lái)往密度大，周邊存在重要性建筑物及管線(xiàn)需要保護(hù)，因此本站對(duì)爆破施工安全要求高，飛石和爆破地震波、沖擊波、粉塵等有害效應(yīng)必須嚴(yán)格控制。

1.4 孔樁施工情況

車(chē)站有 A、B、C、D、E、F 六種樁型的圍護(hù)樁，共 610 根，其中 A、B型樁徑為800mm，C、D、E、F型樁徑為1000mm。臨時(shí)立柱樁27根，樁徑為1200mm。由于場(chǎng)地條件及地質(zhì)因素限制，圍護(hù)樁采用人工挖孔，入巖部分采用孔樁爆破施工。車(chē)站鄰近醫(yī)院、酒店及部隊(duì)宿舍等，爆破震動(dòng)對(duì)其影響較大，通過(guò)對(duì)孔樁爆破進(jìn)行減震孔實(shí)驗(yàn)，確定減震效果及相應(yīng)減震參數(shù)，為后期車(chē)站主體開(kāi)挖提供有利條件。

2 炮眼及減震孔布置

2.1 減震孔爆破原理

本減震爆破實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)在孔樁周邊布設(shè)減震孔形成減震隔離帶，采用預(yù)裂爆破的方式來(lái)達(dá)到減震的目的。原理就是利用減震隔離帶在爆破時(shí)對(duì)爆破震動(dòng)能力的大量吸收及消耗，使隔離帶后面的區(qū)域受到的震動(dòng)大大減小，將爆破振速值控制在規(guī)范要求范圍以?xún)?nèi)，在爆破時(shí)減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，從而確保了爆破安全。

2.2 炮孔布置

在孔樁中心布置一個(gè)直徑10cm的空孔，在空孔周?chē)贾?個(gè)掏槽孔，為直孔，距離孔樁中心15cm、17cm；周邊孔布置6個(gè)，到孔樁中心距離47cm、50cm，為垂直孔，如圖1所示。

圖1 炮眼布置圖

2.2.1 炮孔直徑

采用手持式氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，炮孔直徑40mm，a=(15～20)d。

2.2.2 炮孔深度

在小直徑孔樁入巖爆破中，巖石的周邊夾制力大，炮孔利用率低。一般炮孔深度H取孔樁直徑D的0.6～0.8倍，即H=（0.6～0.8）D。其中掏槽孔應(yīng)比周邊孔加深10～20cm。

2.2.3 炸藥單耗選擇

根據(jù)本工程地形地質(zhì)特點(diǎn)，孔樁爆破炸藥單耗2.5～3.5kg/m3，巖石堅(jiān)硬，斷面積小時(shí)取大值，反之取小值。

2.2.4 單孔裝藥量計(jì)算公式

（1）每循環(huán)進(jìn)尺所需用藥量Q總

Q總=3.14qD2H/4

式中：Q總—每循環(huán)進(jìn)尺總裝藥量（Kg）；D—孔樁掘進(jìn)直徑，（m）。

（2）單孔平均裝藥量Q單

Q單=Q總/n

式中： Q單—單孔平均裝藥量，（g）；n—工作面炮孔數(shù)量，（個(gè)）。

（3）裝藥量的分配

一般情況下，掏槽孔的藥量qt比周邊孔藥量qb多裝20～25% ，如下式。

qt=(1.20～1.25)Q單

qb=(0.85～0.95)Q單

2.2.5 裝藥、填塞

采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，如圖2。干孔用帶細(xì)沙的濕黃粘土分層密實(shí)搗固，水孔用黃沙堵塞，沙子緩慢倒入炮孔并用炮棍搗實(shí)，確保炮孔堵塞質(zhì)量。

圖2 連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)

2.2.6 起爆網(wǎng)絡(luò)

入孔雷管和起爆雷管均為非電導(dǎo)爆管雷管，整個(gè)起爆網(wǎng)路采用簇聯(lián)（“大把抓”）方式聯(lián)接。每簇（“一把”）中捆扎的導(dǎo)爆管在20根以?xún)?nèi)，反向起爆導(dǎo)爆管，起爆雷管距離導(dǎo)爆管捆扎端端頭15cm以上，導(dǎo)爆管應(yīng)均勻分布在起爆雷管四周，用細(xì)麻繩和膠布牢實(shí)捆扎雷管和導(dǎo)爆管，細(xì)麻繩2層、膠布6～8層，尤其是雷管聚能穴端應(yīng)加強(qiáng)捆扎，捆扎寬度不小于雷管長(zhǎng)度。

采用非電毫秒延期起爆網(wǎng)路，每個(gè)炮孔裝1發(fā)導(dǎo)爆管雷管，整個(gè)起爆網(wǎng)路采用簇聯(lián)（“大把抓”）方式聯(lián)接，采用電火花起爆，如圖3。

圖3 起爆順序及網(wǎng)路示意圖

2.2.7 孔網(wǎng)參數(shù)、單孔藥量計(jì)算表

根據(jù)上面設(shè)計(jì)，則孔樁直徑Φ1.0m的爆破參數(shù)如表1。

表1 孔樁爆破裝藥量計(jì)算表

合適的炸藥單耗需試爆后選定。

對(duì)于直徑為1.2m的立柱樁，其輔助孔和周邊孔的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況酌量增減，但各種炮孔的單孔藥量與Φ1.0m孔樁相同。

2.3 減震孔設(shè)計(jì)

減震孔采用阿特拉斯淺孔鉆機(jī)打孔，孔徑為Φ160mm，打孔深度為路面標(biāo)高以下18米，在距離孔樁中心位置6m處位置設(shè)置3排減震孔，減震孔間距為250mm@250mm，梅花形布置，由于只是針對(duì)單個(gè)人工挖孔樁進(jìn)行爆破減震實(shí)驗(yàn)，無(wú)需太多減震孔，現(xiàn)場(chǎng)每排打5個(gè)，共25個(gè)減振孔，如圖4。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)減震孔布置圖

3 減震孔實(shí)驗(yàn)

3.1 減振孔實(shí)驗(yàn)方法

此次減震孔實(shí)驗(yàn)共做A、B兩組實(shí)驗(yàn)。A組為同距離有無(wú)減震孔實(shí)驗(yàn)，B組為震動(dòng)波經(jīng)過(guò)減震孔衰減實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比兩組實(shí)驗(yàn)的減震效果，得到震動(dòng)波通過(guò)減震孔傳遞后的衰減效果，為今后基坑大面積爆破提供數(shù)據(jù)參考。

A組減振孔距離孔樁中心距離為6m，在減振孔與孔樁中心方向6.4m處放置一個(gè)震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，在距離孔樁中心位置同樣是6.4m處，但是無(wú)設(shè)置減震孔的位置放置一個(gè)震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。如圖5。

B組在距離孔樁中心位置5.3m，減震孔前位置放置一個(gè)震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，在距離孔樁6.7m，減振孔后位置放置一個(gè)震動(dòng)檢測(cè)儀。如圖6。

圖5 A組實(shí)驗(yàn)布置圖

圖6 B組實(shí)驗(yàn)布置圖

3.2 減振孔實(shí)驗(yàn)過(guò)程

現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)上述方法布置震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，爆破前需用高壓風(fēng)管將減震孔內(nèi)的水及泥漿吹干凈，孔樁爆破覆蓋需平穩(wěn)，覆蓋重量需滿(mǎn)足爆破方案要求，由于震動(dòng)波監(jiān)測(cè)儀距離爆破的孔樁距離很近，為防止飛石砸到震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，對(duì)震動(dòng)波監(jiān)測(cè)儀造成損壞或者對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。也需要對(duì)震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行覆蓋保護(hù)。爆破警戒前，需監(jiān)測(cè)地震波檢測(cè)儀是否已開(kāi)啟，接觸是否良好。

3.3 震動(dòng)波監(jiān)測(cè)結(jié)果及減震效果

3.3.1 監(jiān)測(cè)結(jié)果

A組通過(guò)爆破后測(cè)得的數(shù)據(jù)，有減震孔的震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)得的最大震動(dòng)速率為6.6cm/s,同距離無(wú)減振孔的位置測(cè)得的最大震動(dòng)速率為8.3cm/s，B組減振孔前震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)得的數(shù)據(jù)為：環(huán)向10cm/s,徑向?yàn)?6.7cm/s,豎向?yàn)?3.2cm/s。減振孔后的震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)得的數(shù)據(jù)為：環(huán)向7.4cm/s,徑向?yàn)?6.58cm/s,豎向?yàn)?7.16cm/s。

3.3.2 減震效果

通過(guò)A組的數(shù)據(jù)分析，距離爆破點(diǎn)同距離范圍有設(shè)置減震孔與無(wú)設(shè)置減震孔的最大震動(dòng)速率得到緩沖，震動(dòng)速率減少1.7cm，減震幅度達(dá)到20%,減震效果明顯。

通過(guò)B組的數(shù)據(jù)分析，同軸線(xiàn)上，震動(dòng)波速率通過(guò)減震孔的緩沖，在環(huán)向、徑向、豎向三個(gè)方向上都有明顯的降低。其中環(huán)向震動(dòng)速率減少2.1cm/s,減震幅度達(dá)到20%,徑向震動(dòng)速率減少10.12cm/s,減震幅度達(dá)到60.5%,豎向震動(dòng)速率減少6.04cm/s,減震幅度達(dá)到45.7%。平均減震幅度達(dá)到42%。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此次鎮(zhèn)海路站人工挖孔樁爆破減震孔的實(shí)驗(yàn)，充分證明了減振孔對(duì)爆破震動(dòng)波緩沖效果明顯，對(duì)于像鎮(zhèn)海路站這樣位于廈門(mén)老城區(qū)，周邊環(huán)境復(fù)雜且敏感，需要大面積爆破開(kāi)挖的車(chē)站施工，具有一定的指導(dǎo)意義，可在一定程度上減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，避免過(guò)多的外界因素對(duì)施工造成不必要的干擾。