胡賢輝

(中鐵十八局集團隧道工程有限公司 天津 300222)

1 工程概況

本文依托工程項目為青島地鐵2 號線一期工程海安路明挖車站，該車站是TBM 的始發(fā)車站。該車站為地下兩層局部三層島式車站，采用明挖法施工，車站小里程端TBM 始發(fā)，大里程端為礦山法區(qū)間，兩端區(qū)間與車站相鄰部位均采用暗挖法施工。車站周邊環(huán)境較為復(fù)雜，有若干個多層建筑物?；娱_挖最深為24.7 m，標(biāo)準(zhǔn)寬度為19.4 m，全長為219.2 m。明挖爆破圍巖自上而下分別為強風(fēng)化花崗巖，

中風(fēng)化花崗巖與微風(fēng)化花崗巖。

站址范圍內(nèi)地貌為剝蝕斜坡~剝蝕堆積斜坡。地形西高東低，沿線建筑多為多層民宅建筑，表覆第四系全新統(tǒng)人工堆積素填土，上更新統(tǒng)洪沖積層粉質(zhì)黏土、砂土組成，第四系層厚0.8～6.6 m。下伏燕山晚期粗?；◢弾r，部分地段穿插有煌斑巖、細(xì)?；◢弾r、花崗斑巖等脈巖，構(gòu)造破碎帶、碎裂狀花崗巖局部發(fā)育。車站兩端地面高差約為3.9 m。

基底處對應(yīng)的巖土微風(fēng)化基巖及砂土狀碎裂巖、碎裂狀花崗巖。基巖整體強度高，工程性質(zhì)及抗震性能良好，是良好的持力層，但由于受構(gòu)造的影響，局部地段形成相對不均勻的巖石地基。

2 石方爆破技術(shù)試驗方案

由于海安路車站近接周邊建筑物較多，對于爆破振動較為敏感，且圍巖為花崗巖，圍巖條件較好，對爆破振動波有利。因此，應(yīng)控制單孔最大裝藥量，這樣能夠控制周邊建筑物的振動速度。根據(jù)業(yè)主要求，本工程爆破施工應(yīng)控制周邊建筑物的爆破振速為2 cm/s。同時，還要盡量減少頻繁爆破對其他分項工程與周邊車輛管制的影響。

2.1 爆破試驗?zāi)康?/h3>

研究基于現(xiàn)場觀測獲得巖石的可爆性能與炸藥的爆破特性，對三種圍巖即強風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖進(jìn)行了爆破試驗。根據(jù)現(xiàn)場試驗得到合理的孔網(wǎng)爆破參數(shù)和單耗。此外，根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果動態(tài)調(diào)整爆破參數(shù)，通過動態(tài)信息化施工獲得最優(yōu)化的爆破方案，取得最佳經(jīng)濟和社會效應(yīng)。

2.2 爆破技術(shù)方案

采用淺孔臺階爆破施工方案來實現(xiàn)巖石的松動，裝藥結(jié)構(gòu)選定連續(xù)耦合裝藥，孔底反向起爆法，裝藥結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 裝藥結(jié)構(gòu)

本工程爆破鉆孔采用傳統(tǒng)的YT-28 型鑿巖機，鉆頭直徑為4 cm。同時采用了乳化炸藥與毫秒微差雷管；起爆器為LS-2 型并采用了串聯(lián)的起爆網(wǎng)絡(luò)。

2.3 爆破技術(shù)參數(shù)

各類花崗巖的爆破參數(shù)是綜合了各方面因素考慮而制定的，主要考慮了建筑物與爆破震源的距離還有圍巖對振動波的傳播速度等因素。臺階高度選取為2 m，底盤抵抗線W1取1.4 m，炮孔深度取2.3 m。炮孔的間距與排距分別為1.2 m 與1.1 m。單位炸藥消耗量為0.3 kg/m3，單孔藥量為0.9 kg。原則上炮孔回填應(yīng)不小于W1，即炮孔回填不小于1.4m。

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果動態(tài)調(diào)整爆破參數(shù)，通過動態(tài)信息化施工獲得最優(yōu)化的爆破方案，取得最佳經(jīng)濟效益。

2.4 布孔方式及起爆網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場爆破布孔與起爆網(wǎng)絡(luò)如圖2 所示。由圖2 可知，爆破所設(shè)計的布孔方式為方格形布置，起爆網(wǎng)絡(luò)為7 段加4 段。實際爆破效果應(yīng)通過監(jiān)測獲得爆破對既有近接周邊建筑物的振動影響進(jìn)行判斷。

2.5 每日爆破規(guī)模

由于工期控制，導(dǎo)致每天的爆破孔數(shù)為300 孔，總計裝藥為270 kg，每次爆破約600 m3。

3 爆破控制對策

在城市施工時，應(yīng)嚴(yán)格遵循環(huán)保施工、文明施工的原則，此外應(yīng)嚴(yán)格控制爆破施工對周邊建筑物的影響。

3.1 “飛石”的防護措施

爆破可能產(chǎn)生飛石對周邊建筑物與居民產(chǎn)生危險，因此，在爆破之前應(yīng)采取相應(yīng)保護措施。首先，應(yīng)采用較厚的橡膠炮被，本工程采用2.2 m×2.0 m。在距離既有建筑物較近時，可采用兩層；其次，應(yīng)控制爆破棄渣的拋擲路線，炮眼應(yīng)豎直，保證炮孔較好的填塞；第三，可通過抵抗線的方向判斷飛石方向進(jìn)行特定區(qū)域的防護；最后，可設(shè)置被動防護網(wǎng)進(jìn)行防護。

圖2 方形布孔示意圖

3.2 爆破振動的控制

通過《爆破安全規(guī)程》計算了爆破對周邊建筑物結(jié)構(gòu)振動速度，獲得質(zhì)點振動速度可以評估周邊建筑物所受爆破的影響。振動速度的計算可根據(jù)以下公式：

式中：R——爆破孔中心點距離周邊建筑物距離，m；

V——周邊建筑物振動速度，cm/s。

K、a——分別為爆破圍巖質(zhì)量系數(shù)與爆破振動衰減系數(shù)數(shù)，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》GB6722-2011規(guī)定取值，這里取200 和1.8。

依據(jù)爆源到保護對象間的不同距離，由式（1）可求得單次最大起爆藥量Q=[R(V/K)1/a]3，對于中硬巖石，本次爆破K 取200，a 取1.8，計算結(jié)果如表1 所示。

表1 最大單次起爆藥量計算結(jié)果

根據(jù)表1 計算可知：根據(jù)爆源到保護對象間的不同距離，確定單次起爆藥量，以保證周圍建筑物的安全。強風(fēng)化花崗巖采用1.2 m×1.1 m×0.9 kg（炮孔間距×排距×單孔藥量）；中風(fēng)化花崗巖采用1.1 m×1.0 m×0.8 kg（炮孔間距×排距×單孔藥量）；微風(fēng)化花崗巖采用1.0 m×1.0 m×0.7 kg（炮孔間距×排距×單孔藥量），此爆破參數(shù)有較好的爆破效果此爆破參數(shù)有較好的爆破效果

3.3 爆破灰塵控制

炸藥爆炸炮孔周圍介質(zhì)產(chǎn)生粉碎性破碎，巖石在斷裂過程中也產(chǎn)生粉塵，露天明挖爆破時產(chǎn)生的粉塵很大。由于爆炸氣體膨脹、粉塵運動速度高，會造成施工現(xiàn)場塵土飛揚，嚴(yán)重影響城市環(huán)境。為此，爆破后需要進(jìn)行灑水將爆破后的場地打濕。但對起爆位置需要進(jìn)行防水處理，將塑料袋套住相應(yīng)儀器。

4 結(jié) 論

青島地鐵海安路站為明挖車站，地質(zhì)為強風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖，需要根據(jù)不同巖性選定爆破技術(shù)參數(shù)。通過施工現(xiàn)場試爆試驗取得爆破效果，確定合理可行的爆破技術(shù)方案和參數(shù)，并提出爆破安全控制技術(shù)。通過該工程研究得到了以下結(jié)論：

（1）爆破可能產(chǎn)生飛石對周邊建筑物與居民產(chǎn)生危險，因此，在爆破之前應(yīng)采取相應(yīng)保護措施。

（2）強風(fēng)化花崗巖采用1.2 m×1.1 m×0.9 kg（炮孔間距×排距×單孔藥量）；中風(fēng)化花崗巖采用1.1 m×1.0 m×0.8 kg（炮孔間距×排距×單孔藥量）；微風(fēng)化花崗巖采用1.0 m×1.0 m×0.7 kg（炮孔間距×排距×單孔藥量），此爆破參數(shù)有較好的爆破效果此爆破參數(shù)有較好的爆破效果

（3）爆破后需要進(jìn)行灑水將爆破后的場地打濕。但對起爆位置需要進(jìn)行防水處理，將塑料袋套住相應(yīng)儀器。

本車站經(jīng)過6 個月的石方爆破，成功開挖了不同風(fēng)化程度的花崗巖并總結(jié)得到了相應(yīng)圍巖對應(yīng)的爆破參數(shù)，有良好的爆破效果。本工程的施工經(jīng)驗可為同類大開挖量、短工期巖質(zhì)基坑開挖提供經(jīng)驗類比。