中鐵八局集團(tuán)第四工程有限公司

摘要：控制爆破作業(yè)在如今的工程建設(shè)中應(yīng)用極其廣泛，其所處的施工環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)爆破施工安全技術(shù)的要求也更高。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道施工；頂部薄層；爆破施工

1工程概況

貴州省貴陽(yáng)火車(chē)北站是西南最大規(guī)模的綜合性鐵路交通樞紐，總建筑面積24萬(wàn)平方米，共分四個(gè)車(chē)場(chǎng)，設(shè)15站臺(tái)32線(xiàn)。由我公司承建的貴陽(yáng)北站國(guó)鐵出站層基坑，其正下方是貴陽(yáng)市軌道交通一號(hào)線(xiàn)的隧道，國(guó)鐵基坑沿隧道前進(jìn)方向開(kāi)挖長(zhǎng)度約87m，開(kāi)挖寬度約70m，開(kāi)挖深度為10～11m，開(kāi)挖總量約5.5萬(wàn)m3。國(guó)鐵出站層基坑開(kāi)挖基底距離隧道拱頂距離為6m～9.2m。國(guó)鐵基坑和隧道的平面示意圖和側(cè)面示意圖見(jiàn)圖1。

因隧道位置正處于國(guó)鐵站房正下方，且隧道兩側(cè)凈距2m的位置有兩排深度超過(guò)隧道埋深的國(guó)鐵站房樁基。所以在經(jīng)專(zhuān)家評(píng)審的整體施工方案中，為防止開(kāi)挖國(guó)鐵出站層土石方開(kāi)挖后隧道頂覆蓋層過(guò)薄，隧道施工時(shí)形成冒頂和人工挖孔樁爆破時(shí)破壞隧道二襯，同時(shí)考慮到工期要求，整體施工順序是：隧道掘進(jìn)后一段再開(kāi)挖已掘進(jìn)部分隧道頂部的出站層土石方，開(kāi)挖國(guó)鐵出站層后施工樁基，樁基完成后再施工隧道二襯。由此形成開(kāi)挖國(guó)鐵出站層土石方和下方隧道同時(shí)施工，且隧道尚未開(kāi)始施作二次襯砌。該項(xiàng)爆破方案通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，具有科學(xué)性和可行性。

在基坑開(kāi)挖施工中，為確保下方隧道的結(jié)構(gòu)和施工安全，我們采用了淺孔小臺(tái)階微差控制爆破技術(shù)，以2米為一級(jí)臺(tái)階高度分多臺(tái)階多臨空面進(jìn)行淺孔爆破，對(duì)于與隧道拱頂較近、在理論驗(yàn)算中如采用爆破有可能影響隧道安全的土石方層，則用機(jī)械破碎開(kāi)挖；爆破施工結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況合理確定爆破參數(shù)以降低爆破振動(dòng)，制定落實(shí)了安全控制措施，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、周密的施工組織，解決了在快速開(kāi)挖出站層基坑的同時(shí)確保了隧道安全的難題，加快了貴陽(yáng)北站整體的施工進(jìn)度。經(jīng)總結(jié)提高，形成本工法。

地下構(gòu)筑物正上方近距離控制爆破施工以采取多種技術(shù)措施使爆破振動(dòng)不致于危害下方構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全、施工安全或人員安全為前提，選取能滿(mǎn)足要求的最低爆破振速控制標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)建立爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)體系，實(shí)時(shí)調(diào)整爆破施工參數(shù)，分臺(tái)階創(chuàng)造多個(gè)臨空面等方式降低爆破振動(dòng)，減小對(duì)周邊環(huán)境和下發(fā)構(gòu)筑物的影響，達(dá)到安全、高效進(jìn)行爆破施工，提高工效的目的。

3施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1施工調(diào)查

調(diào)查爆破施工區(qū)域周邊環(huán)境，對(duì)可能因爆破振動(dòng)受到影響的建筑或構(gòu)筑物要重點(diǎn)關(guān)注，并選取其中對(duì)爆破振動(dòng)最為敏感的結(jié)構(gòu)作為確定合理振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

3.2 爆破設(shè)計(jì)

（1）選取合理振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。在本工程中，由于下方為正在施工的隧道，只完成了開(kāi)挖及初支，仰拱暫未施工，隧道整體抗震性能較差，而爆破區(qū)域距離隧道頂部最短距離僅為6m，因此把隧道的結(jié)構(gòu)和施工安全作為控制要點(diǎn)。按照《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定，為了確保施工期間隧道的絕對(duì)安全，考慮隧道的噴射混凝土初支，按混凝土初齡1-3d的下限進(jìn)行選取，取隧道的安全允許振速為[V]=2.0cm/s。

（2）爆破方案設(shè)計(jì)。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，基坑爆破采取淺孔小臺(tái)階爆破方法，采用多排微差控制爆破技術(shù)解決爆破對(duì)隧道擾動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題。

（3）爆破參數(shù)設(shè)計(jì)。本工程采用淺孔鑿巖設(shè)備，孔徑為40mm，藥卷直徑為32mm。炮孔采用梅花形布置方式布置，如圖2所示，其中a表示孔距，b表示排拒。

圖2炮孔布置圖

（4）爆破安全驗(yàn)算。一是爆破飛石安全驗(yàn)算，由于對(duì)爆破體采用了膠皮網(wǎng)覆蓋，因此可以有效減少爆破飛石及個(gè)別爆破飛石的飛散距離，但是為了安全起見(jiàn)，復(fù)雜環(huán)境下淺孔小臺(tái)階爆破安全警戒距離至少為200m。二是，爆破振動(dòng)驗(yàn)算，本工程中，由于基坑底部距離隧道頂?shù)淖罱嚯x為6m，因此在施工中預(yù)留了5m保護(hù)層進(jìn)行機(jī)械開(kāi)挖，確保下方隧道結(jié)構(gòu)和施工的絕對(duì)安全。三是，爆破沖擊波驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果表明爆破沖擊波可能的影響范圍極為有限，因此不會(huì)對(duì)周邊的人員及重要設(shè)施產(chǎn)生影響。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中對(duì)炮孔采用膠皮網(wǎng)進(jìn)行覆蓋防護(hù)，膠皮網(wǎng)覆蓋可以有效隔絕抵消部分空氣沖擊波能量，也可以進(jìn)一步的削弱爆破沖擊波的影響。

3.3 試爆

在正式爆破前在施工區(qū)域內(nèi)選取一小塊區(qū)域按爆破設(shè)計(jì)的網(wǎng)孔參數(shù)和單位耗藥量，并在下方重要構(gòu)筑物中設(shè)置好振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器后進(jìn)行試爆；試爆的主要目的是對(duì)爆破設(shè)計(jì)的參數(shù)、起爆網(wǎng)絡(luò)、對(duì)隧道的振動(dòng)影響、防護(hù)方式、安全警戒等進(jìn)行檢驗(yàn)，為正式爆破施工積累有效數(shù)據(jù)。

3.4 調(diào)整爆破參數(shù)

根據(jù)試爆中的檢測(cè)數(shù)據(jù)和爆破效果分析爆破振動(dòng)對(duì)隧道的影響，適當(dāng)調(diào)整爆破參數(shù)，以此作為實(shí)際設(shè)計(jì)及施工的重要依據(jù)及正式爆破的依據(jù)。

3.5 爆破施工

（1）清理浮土：首先對(duì)場(chǎng)地的表層土和松動(dòng)巖石清除，露出巖石，達(dá)到能夠鉆孔爆破的條件。

（2）布孔和鉆眼：鉆孔前，根據(jù)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)用紅油漆按設(shè)計(jì)炮孔間距和布孔方式標(biāo)明孔位，方便鉆眼人員施工。淺孔小臺(tái)階爆破以手風(fēng)鉆打眼，鉆孔的具體要求是準(zhǔn)、正、平、直、齊；鉆孔時(shí)由于意外原因較多，極易導(dǎo)致孔眼被堵而報(bào)廢，因此必須進(jìn)行檢查和堵孔處理工作、防滲水，孔內(nèi)積水在檢查前清除，采取排水措施。

（3）爆破器材準(zhǔn)備：每次爆破前，必須由持證的專(zhuān)業(yè)爆破人員將計(jì)劃炸藥用量運(yùn)送至爆破點(diǎn)，且派人看守。

（4）裝藥和堵塞：必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量進(jìn)行裝藥，起爆炸藥和雷管放在孔底和炮孔中間。堵塞材料使用粘土或砂加粘土，嚴(yán)禁用石塊堵塞，為保證堵塞質(zhì)量，每填入0.3m時(shí)用木棍或竹竿搗固密實(shí)。

（5）起爆網(wǎng)絡(luò)連接：按照腳線(xiàn)編號(hào)，將各炮孔的腳線(xiàn)通過(guò)起爆線(xiàn)聯(lián)為整體，起爆線(xiàn)與起爆器連接。每個(gè)炮孔的毫秒雷管段位必須對(duì)號(hào)入座，多臺(tái)階和分層爆破時(shí)，連線(xiàn)順序應(yīng)從上往下、從起爆終點(diǎn)至起爆起點(diǎn)；起爆網(wǎng)絡(luò)連接完成后，要進(jìn)行復(fù)查，防止出錯(cuò)。

（6）安裝爆破監(jiān)測(cè)儀器：爆破前在下方隧道拱頂和左右邊墻上沿隧道縱向每20米安設(shè)一個(gè)測(cè)振儀，收集爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)。

（7）起爆與排危。在起爆前10分鐘，人員與機(jī)具撤離爆破區(qū)域，安全警戒人員到位警戒，爆破完成后，應(yīng)待專(zhuān)業(yè)人員檢查有無(wú)啞炮，如有則排除啞炮后方可示意恢復(fù)正常，撤除警戒。

（8）調(diào)整參數(shù)。在正式爆破中，有可能出現(xiàn)巖層與試爆時(shí)的巖層不同，根據(jù)實(shí)時(shí)爆破監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)及時(shí)分析，調(diào)整爆破參數(shù)，并逐步微調(diào)雷管延時(shí)時(shí)差，以達(dá)到最佳的平峰減震的效果，有利于確保下方隧道的結(jié)構(gòu)安全。

4工程質(zhì)量安全控制

爆破作業(yè)過(guò)程中，在細(xì)化孔網(wǎng)參數(shù)技術(shù)交底的同時(shí)加強(qiáng)執(zhí)行力度。鉆孔階段合理統(tǒng)籌安排挖方區(qū)的施工次序，鉆孔工作完畢后及時(shí)裝藥爆破，并采取有效的措施加強(qiáng)對(duì)驗(yàn)收合格的成品孔的保護(hù)，避免在裝藥時(shí)出現(xiàn)漏孔、廢孔。裝藥聯(lián)管時(shí)，加強(qiáng)爆破操作人員的規(guī)范操作?；靥顣r(shí)，根據(jù)孔徑大小要求用一定級(jí)配粒度的渣石或泥土填塞，回填操作要求規(guī)范，防止出現(xiàn)卡孔、扯脫起爆藥管的情況而出現(xiàn)拒爆和沖炮現(xiàn)象。

根據(jù)GB6722-2003《爆破安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定以及爆破安全技術(shù)要求，為杜絕爆破施工中出現(xiàn)違章作業(yè)行為，最大限度避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，盡可能減少生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境破壞，以及保障爆區(qū)四鄰建（構(gòu)）筑物不受損害、人員不受傷害，落實(shí)安全文明、環(huán)保施工措施。

5結(jié)束語(yǔ)

貴州省貴陽(yáng)火車(chē)北站國(guó)鐵出站層基坑處于軌道交通一號(hào)線(xiàn)隧道正上方，開(kāi)挖底標(biāo)高距離隧道拱頂6米，基坑開(kāi)挖同時(shí)隧道進(jìn)行掘進(jìn)及初支施工；基坑爆破開(kāi)挖應(yīng)用本工法施工，解決了基坑開(kāi)挖與隧道施工同時(shí)進(jìn)行的難題。

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