王小龍

【摘要】城市軌道交通建設(shè)中，暗挖隧道施工經(jīng)常遇到困難邊界條件，容易出現(xiàn)爆破振速難以控制，影響周邊居民生活、建筑物、管線設(shè)施等情況。本文將重點(diǎn)介紹重慶軌道交通五號(hào)線建設(shè)過程中，有效結(jié)合減震孔與水壓爆破來控制困難邊界條件下暗挖隧道的爆破振速的方法和經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】減震孔水壓爆破暗挖隧道;困難邊界條件;爆破振速

重慶軌道交通五號(hào)線作為貫穿南北的交通干線，在石新路片區(qū)下穿老舊城區(qū)。石新路地下車站施工通道的爆破開挖，面對(duì)困難的邊界條件，建設(shè)者們將減震孔與水壓爆破結(jié)合運(yùn)用，有效控制爆破振速，成功完成建設(shè)任務(wù)。筆者作為參建者之一，現(xiàn)將石新路站施工通道成功通過困難邊界的方法和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1、石新路站施工通道的困難邊界條件

石新路站施工通道凈寬6.0m～9.0m，凈高5.5m～7.2m，除明挖敞口段，其余均為暗挖法施工的直墻拱型隧道，坡度為2%～14%，屬Ⅲ級(jí)或Ⅳ級(jí)砂巖，分上下臺(tái)階爆破施工。石新路站施工通道橫向下穿石新路，并且下穿地下人行通道和商業(yè)鋪面，旁穿上世紀(jì)60年代5層磚結(jié)構(gòu)房屋，施工通道上方有D426燃?xì)庵鞴艿?、自來水管。地下人行通道底板距離施工通道拱頂7.04m，磚結(jié)構(gòu)房屋條形基礎(chǔ)豎向距離施工通道拱頂10.41m，橫向距離施工通道邊墻1.22m，位置關(guān)系如圖所示：

根據(jù)爆破安全規(guī)程及審批的爆破方案要求，以及保證附近居民舒適度和建筑設(shè)施安全性的需要，石新路站施工通道爆破振速應(yīng)控制在1.0cm/s以內(nèi)。但是，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)及公式計(jì)算不采取其他特殊的減震爆破措施，很難達(dá)到1.0cm/s的振速要求。

2、減震孔與水壓爆破相結(jié)合成功控制爆破振速

2.1 ?減震孔的設(shè)置

2.1.1 ?上臺(tái)階參數(shù)

1）鉆孔直徑φ80～100mm，環(huán)向間距0.3m，施工通道直線段鉆孔長(zhǎng)度10m～15m，曲線段鉆孔長(zhǎng)度5m;采用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔。

2）第一環(huán)減震孔布置在開挖輪廓線上，環(huán)向布設(shè)長(zhǎng)度13.6m。

3）第二環(huán)減震孔布置在二圈眼，環(huán)向布設(shè)長(zhǎng)度12.4m。

4）掏槽眼區(qū)域中心豎向布置四個(gè)中心減震孔，間距0.5m。

上臺(tái)階減震孔布置見圖3。

2.1.2 下臺(tái)階參數(shù)

1）鉆孔直徑φ80～100mm，施工通道直線段鉆孔長(zhǎng)度10m～15m，曲線段鉆孔長(zhǎng)度5m;采用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔。

2）左右側(cè)各設(shè)置兩排，開挖輪廓線和距離開挖輪廓線內(nèi)側(cè)0.3m處各設(shè)一排，每排豎向布設(shè)長(zhǎng)度3.1m。

下臺(tái)階減震孔布置見圖4。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的爆破振速，可適當(dāng)加密減震孔或者在第二環(huán)減震孔和掏槽眼之間的輔助區(qū)域再增加一環(huán)減震孔，以達(dá)到設(shè)計(jì)減震要求。

2.2 ?水壓爆破水袋和炮泥的設(shè)置

水壓爆破在炮眼的布置、炮眼數(shù)量、起爆時(shí)間和順序等參數(shù)上與常規(guī)非水壓爆破一致，不同點(diǎn)是在每個(gè)炮眼里增加了水袋和炮泥，裝藥結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。炮眼中水袋、炮泥、炸藥的布置見圖5。

2.3 ?起爆順序和藥量控制

為盡可能發(fā)揮爆破臨空面和減震隔離帶的減震作用，起爆順序優(yōu)化為：上臺(tái)階掏槽眼→二圈眼→周邊眼→下臺(tái)階右側(cè)→下臺(tái)階左側(cè)。單段藥量控制在2kg以內(nèi)。

2.4 成功控制爆破振速

通過將減震孔和水壓爆破結(jié)合使用，并加以優(yōu)化起爆順序和控制單段裝藥量，石新路站施工通道爆破開挖在通過困難邊界條件時(shí)成功將爆破振速控制在1.0cm/s以內(nèi)。

3、減震孔與水壓爆破能夠減小爆破振速的原因

3.1 ?減震孔能夠減小爆破振速的原因

減震孔爆破就是利用爆破臨空面和減震隔離帶在爆破時(shí)對(duì)爆破震動(dòng)能量的大量吸收及消耗，使隔離帶后面的區(qū)域受到的震動(dòng)大大減小。在開挖輪廓線周邊布設(shè)減震孔形成了減震隔離帶，在掏槽區(qū)增設(shè)減震孔增加了爆破臨空面。減震孔的設(shè)置還可以減少一次爆破的裝藥量。

3.2 水壓爆破能夠減小爆破振速的原因

水壓爆破就是利用水作為介質(zhì)傳播爆破應(yīng)力波，水具有不可壓縮性，爆炸能量經(jīng)過水傳遞到炮眼圍巖中幾乎無損失，有利于破碎巖石。同時(shí)，水在爆炸氣體作用下產(chǎn)生的"水楔"效應(yīng)有利于巖石進(jìn)一步破碎，炮眼中有水可以起到水霧降塵的作用，降低粉塵對(duì)環(huán)境的污染。水壓爆破對(duì)空氣沖擊波、飛石及噪聲等可有效控制。

結(jié)語：

重慶軌道交通五號(hào)線的實(shí)踐表明，減震孔與水壓爆破結(jié)合運(yùn)用，能夠有效的控制爆破振速。在城市建設(shè)中，通過困難邊界條件的爆破開挖作業(yè)，可以廣泛采取減震孔與水壓爆破相結(jié)合的辦法。

參考文獻(xiàn)：

[1]廟延鋼.張智宇.欒龍發(fā).楊溢.特種爆破技術(shù)[M].北京.冶金工業(yè)出版社.2004.