浅述地铁暗挖隧道与运营线路接口段施工协调及爆破控制.doc

1、浅述地铁暗挖隧道与运营线路接口段施工协调及爆破控制中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 广州轨道交通二八号线延长线工程对原二号线进行拆解，在昌岗路、江南大道十字路口增设换乘车站昌岗站，并新建东西走向的晓港昌岗隧道连接晓港站，新建南北走向的昌岗江南西隧道连接江南西站，在拆解工程完成后废弃原晓港江南西区间隧道。晓港昌岗矿山法区间，右线长 200.4m，左线长 245.8；昌岗江南西矿山法区间，右线长244m，左线长 295.5m。 原二号线修建时晓昌区间左线预留段长度约 33m，右线预留段长度约 25m；昌江区间左线预留段长度约 38.8m，昌江区间右线预留段长度约 23m

2、。晓昌区间左线预留端头到既有运营线最小横向距离约为5.75m，右线预留端头到既有运营线最小横向距离约为 11.3m。昌江区间左线预留端头到既有运营线最小横向距离约为 6.69m，右线预留端头到既有运营线最小横向距离约为 8.7m。从晓港站、江南西站向昌岗站方向，封堵砖墙距离运营隧道交叉口处 3。 图 1 既有 2 号线预留段（晓昌区间接晓港方向） 图 2 预留段（昌江区间接江南西方向） 晓昌区间接口段右线上部为强风化沙砾岩，下部为微风化沙砾岩；左线基本均为强风化沙砾岩。昌江区间接头范围内右线为强风化泥质粉沙岩，下部为微风化沙砾岩；左线基本均为强风化沙砾岩。 已建成二号线端头墙支护参数为：C20

3、 喷砼厚度 300?；25 注浆锚杆，长度 3000?，间距 10001000?；双层钢筋网；二衬厚度 300?，采用C25 防水砼整体模筑。 二、爆破施工协调 运营中的晓港江南西区间，于 2003 年 1 月竣工，已经运营 5 年。经现场观察发现，区间结构表面有多处地方存在渗水现象，但无明显裂缝。晓昌、昌江区间最后 30m 开挖须充分考虑对既有运营线路的影响，为此，需制定专项施工方案，经审查通过后实施。 隧道开挖需进行爆破作业。按照广州市公安局有关规定，早上 8 时前、晚上 9 时后不能进行爆破作业。所以不能选择夜间既有运营线路停运后的时间段爆破，为避免爆破作业对既有线运行造成突发事故，爆破

4、作业采取了一系列控制措施。 1、最后 30m 作业须向运营总部报送施工计划，确定作业工期，以便运营总部加强夜间巡道，及时掌握运营线路既有病害的发展情况。 2、隧道爆破每天进行约 23 次，受各工序衔接影响，难以做到提前一天确定爆破具体时间。当天爆破准备工作完成后，由施工单位派员携对讲机到晓港或江南西车站控制室，车站调度根据列车运行情况，避开列车经过晓港江南西区间时段，通过对讲机通知作业面起爆。 3、爆破时间避开运营客流高峰，即早上 7 时9 时，晚上 6 时8时。 4、晓昌左右线、昌江左右线四条隧道初支开挖至最后 30m 时均由第三方监测单位测定爆破震速，作为调整炸药用量依据。将爆破震速控制在

5、 1.0cm/s 以内（广州市公安局规定紧邻既有建筑作业时爆破震速允许值为1.5cm/s） 。如果爆破震速超出允许值，调整炸药用量后再次测定爆破震速，直到满足要求为止(由于列车运行时不具备到既有运营线路测量爆破震速的条件，开挖左线时，在右线相应位置布置测点近似替代既有线测点)。 5、最后 30m 隧道开挖需加密拱顶下沉点和收敛监测点，拱顶下沉点每隔 5m 布置一个断面，每个断面布置 13 点；收敛监测点每隔 5m 布置一个断面，每个断面布置 4 个收敛点。 6、隧道最后 3m 范围的开挖不采用爆破作业，采用轻型机械配合人工方式开挖。 三、爆破控制要点 隧道开挖至预留接口 30m 范围内，采用微

6、台阶开挖法施工，开挖台阶 35m，施工过程中要采取密炮眼、小药量、弱爆破的爆破方法，控制爆破震速。开挖后及时封闭，减小围岩的变形。爆破控制要素如下： 1、控制最大一段爆破装药量和单孔装药量 单段最大爆破装药量是控制爆破震动强度的关键。以建筑物至爆源中心的距离为安全控制半径，以质点振速限值v= 11.5?/为控制标准，根据萨道夫斯基的爆破震动速度公式 v=（1/3/） 反算可得到各开挖部分允许的最大一段爆破装药量，即通过式=3（v/）3/ 计算。 根据微分原理，炮孔按浅、密原则布置，控制单孔药量，使一次爆破的药量均匀地分布在被爆岩体中。 采用非电毫秒雷管进行微差爆破。微差爆破是把一次爆破的许多炮

7、孔分为若干组按先后顺序起爆，以达到改善破碎质量和降低爆破震动的目的。微差爆破中，由于相邻炮孔（或两排炮孔、两组炮孔）之间有一个短的时间间隔，使得地震波互相干扰，因而减弱爆破地震效应，减小爆破震动强度。 当 V=1cm/，K=160，=1.8 时： 2、选择合理的段间隔时差 理论研究表明，先后起爆的间隔时间大于岩石固有振动周期的 3 倍时，各分段爆破产生的震动主震波将错开不叠加；当先后起爆的间隔时间是岩石固有振动主振周期的一半时，也可获得最佳的减震效果。岩石的固有振动周期约 1050。对于巷道工程爆破，根据炮孔的类型和岩石特性，间隔时间多在 50200之间选取。主要考虑岩石破碎度时取小值，主要考

8、虑减震和降低爆堆厚度时取大值。 3、选择合理的掏槽形式 选择合理的掏槽形式及掏槽孔的合理位置，是城市隧道掘进中控制爆破震动的关键措施。直眼掏槽需要炮眼多，单孔药量大，但爆破进尺大；斜眼掏槽中的楔形掏槽，掏槽效果好、能为辅助眼爆破创造较好的临空面（开出的槽口大） ，可以降低辅助眼爆破时的爆破震动强度。根据隧道的地质条件、掘进方法以及机械设备和工人的技术水平，本工程采用垂直复式大直径中空楔形掏槽。 选择掏槽爆破的位置应考虑两点：一是离保护对象较远；二是方便掘进，不给整体掘进和支护带来困难。根据实际情况，将掏槽孔的位置布置在离拱顶较远的上断面下部。 4、选用合理的周边孔爆破形式 一般情况下，为保证隧

9、道掘进边界平整，减小爆破震动，所有周边孔均采用光面爆破，间距为 50?，孔间设置不装药的减震孔。特别困难地段（周边需保护的对象距离较近）采用预裂爆破，预裂孔间距为 35?。这样即可以最大限度地减少对围岩的破坏，又可以达到减震的目的。但存在一个问题：预裂爆破一般要求多个炮孔同时起爆，由于预裂孔是在一个临空面的条件下进行的，这样会产生较大的震动。当预裂孔采取微差方式进行起爆时可减轻震动，所以对于预裂孔，采用微差爆破。 5、起爆网路设计 掘进爆破根据工程实际采用塑料导爆管非电微差起爆网路。上断面分、两区爆破，区爆破完毕再在区装药爆破；下断面根据实际情况可一次起爆，也可分两次起爆。以上断面为例，炮孔布置及起爆顺序见图。 图 3 上断面炮孔布置及起爆顺序(尺寸单位：cm)黑孔为减震孔 四、小结 通过上述施工前协调措施及施工过程的爆破控制措施，晓港昌岗、昌岗江南西矿山法隧道初支开挖作业按照工期计划顺利完成，接口段施工过程中未对既有运营线路造成影响，运营线路原有病害也未发生明显变化。对于既有运营线路的爆破震速测点的布置，笔者认为应在条件允许的情况下，在既有线路埋设自动监测点，以便更准确地判断爆破作业对既有线的影响并采集相关数据为同类工程提供参考。