临近建筑物浅埋暗挖隧道爆破减震技术.doc

1、1临近建筑物浅埋暗挖隧道爆破减震技术内容摘要：随着城市轨道交通的建设，由于地铁工程周围建筑物较多，城市暗挖法隧道施工，要求爆破作业最大限度减少爆破震动对周边建筑物的影响，结合青岛市地铁一期工程（3 号线）土建 14 标永平路站火车北站区间爆破施工为例，简单介绍浅埋暗挖隧道减震爆破技术的控制过程和爆破方法。 关键词：城市轨道交通浅埋暗挖隧道临近建筑物减震爆破 中图分类号：U45 文献标识码： A 文章编号： 1.工程概况 随着城市轨道交通建设的不断发展，浅埋暗挖隧道临近地面建筑物施工,在我国隧道很多城市中都普遍存在，采取怎样的爆破施工控制，以最大限度减少爆破震动对周边建筑物的影响，已成为工程施工

2、的重点。青岛市地铁一期工程（3 号线）土建 14 标永平路站火车北站区间，永火区间隧道设计起讫历程为 YK23+132.896YK24+127.000 全长1002.898m，隧道埋深 11m20m。区间隧道沿线下穿建（构）筑较多，在里程范围 YK23+450 至 YK23+720 段穿越 5 层以上的住宅楼 5 栋。目前已经成功穿越四流中路 29 号住宅楼。 2.爆破设计 2.1 爆破设计原则 在北京矿大爆破课题及地铁公司技术组等领导的指导下，结合以往2隧道的施工经验，在隧道开挖爆破时，减小爆破单段最大装药量，控制爆破振速；采用大直径中空孔直眼掏槽，分次爆破；周边眼紧密，控制单孔装药量，加强

3、光爆效果。根据相关规范并经青岛市建筑土木工程协会评估下穿居民楼时的安全震速为 1.0cm/s。 2.2 钻爆技术要点 下穿建筑物爆破时，上台阶采用预钻中空孔掏槽的方式分两次进行爆破。第一步钻直径 200mm 中空孔，以中空孔为中心进行掏槽眼布置，完成掏槽眼爆破；第二步断面掘进眼布眼爆破和周边眼爆破，完成上台阶的爆破开挖施工。 中空孔施工采用地质钻机钻孔，中空孔直径 200mm，循环深度 10 米。在中空孔直眼四周各正方形布置直眼掏槽眼 4 个，一级掏槽正方形为0.5m0.5m，二级掏槽正方形为 1m1m。按上述炮眼布置完成中空孔大直径直眼掏槽爆破，完成上台阶第一步爆破。 本区间隧道洞身地层主要

4、为中微风化岩层, 爆破开挖必须控制好以下几方面: 在隧道下穿建筑物前 30 米，开始试验爆破，保证在下穿时爆破参数合理可控。 爆破时，按照监测距离爆破点最近部位建筑物基础的原则进行震速监测，及时调整爆破参数达到控制震速的目的。 严格按照爆破设计进行分段联网，保证单段装药量不超标。 发现震速超标及时组织爆破人员进行原因分析，找出原因，及时调整参数。 3隧道开挖采用上下台阶法施工，循环进尺控制在 0. 50 m 1.50 m。采取短进尺，多分段，控制单段药量和爆破规模以达到控制爆破震动的目的。 2.3 爆破方案 爆破震动强度主要与爆破器材、岩石波阻抗、地形地貌条件、岩层的节理走向、爆破方式及爆心与

5、震动测点的间距等因素有关, 因此, 降低爆破震动将从以下几个方面入手: 2.3.1 炸药品种的确定 炸药品种与炸药的爆破震动速度有直接影响，根据工程地质和水文地质条件，本工程施工中选用防水效果好的乳化炸药。 2.3.2 起爆网络的确定 本工程采用光面爆破技术，各炮孔起爆顺序为：掏槽眼辅助眼周边眼，由里向外逐层起爆。 设计爆破网络为孔内微差, 孔外分段的非电微差起爆技术。导爆管自 3 段起连续段位使用, 使段间间隔时间不过大，既能防止地震波相叠加而产生较大的震动，又能连续起爆。 起爆网络的联结：毫秒雷管导爆管非电毫秒雷管起爆网络。采用孔内外结合微差起爆网络，联网时要保证后起爆的网络不被先起爆的炸

6、断。 2.3.3 掏槽方式的确定 经过多次研究试验，最终确定区间下穿建筑物段采用预打中空孔二级直眼掏槽组合形式进行上台阶掏槽爆破。 42.3.4 装药结构及填塞的确定 装药结构与单孔装药量：掏槽眼，辅助眼采用连续装药结构，周边眼采用间隔装药结构，每个炮孔装药后的剩余孔段全部用炮泥堵塞。炮泥采用配合比 1:3 的粘土与砂子混合物，炮孔使用直径 32mm、长 30cm，质量 300g 的卷状乳化炸药。导爆管全长铺设。并加强炮眼堵塞。 2.3.5 最小爆距的确定 在中国矿业大学（北京）爆破课题组专家指导下，结合以往隧道的施工经验在永平路站火车北站区间隧道对下穿建筑物爆破施工的爆破参数就行了优化。并经

7、实地踏勘调查，掌握建筑物距隧道的最小距离，并依此来确定最小爆距。以地面建筑物基础底部( 或地面) 至爆破源中心的距离为安全控制半径, 并以质点垂直振动速度限值作为控制标准, 进行反算各部分所允许的单段用药量。 2.3.6 单段装药量的确定 根据萨氏公式，反算出所允许的单段最大装药量，并在施工中不断根据监测结果及爆破效果来调整单段装药量，并及时组织爆破人员进行交底调整爆破参数。 2.3.7 孔内参数 根据隧道开挖揭露的岩石情况,在实际施工过程中随时优化炮眼布置及装药参数。 53.爆破安全校核 3.1 爆破震动校核 区间下穿的 5 栋建筑物，有 3 栋为上世纪七、八十年代所建，整体建筑外观非常破旧

8、，结合建筑物鉴定报告，确定下穿时爆破震动震速控制值为1.0cm/s。 地面建筑物距离爆源最近 R=15m，此处围岩等级为、级。根据爆破参数表里最大段别装药量为 0.3kg，根据萨道夫斯基修正公根据萨道夫斯基修正公式： =1.0cm/s 满足规范安全要求。. 3.2 爆破冲击波距离校核 爆破施工时，爆破产生的冲击波有一定的伤害作用，爆破冲击波安全距离可以按如下公式计算： 为了安全起见，施工警戒距离取 200m。 3.3 爆破飞石距离校核 爆破时，个别飞石对人员、机械、建筑物造成极大危害，是爆破中安全工作应考虑的重要问题。一般爆破飞石的安全距离可按如下公式计算： ；本工程采用浅孔爆破，根据爆破安全

9、规程（GB6722-2003） ，该类爆破对人员安全的要求不得小于 200m，因此实际安全距离取 200m。 64.监测及监测结果分析 4. 1 测点布置 在爆破施工中, 为了保证建（构）筑物的安全, 在受爆破影响最大或特殊需要监测部位进行爆破震动监测，监测点位根据实际需要或按数据分析要求进行调整。 4. 2 监测结果分析 通过监测数据分析及爆破试验, 得出以下结论: (1) 为了研究各段最大装药量与爆破振速的关系, 在爆破施工过程中及时记录每次爆破各段位装药量，根据爆破震速曲线，可以清楚的看出爆破震速监测数值的最大值的出现与装药量最大段位基本吻合，个别数据受围岩硬度及地层变化影响，存在突变。

10、 (2) 掏槽眼与爆破振速的关系 在爆破施工及各次爆破试验过程中，可以发现爆破震速最大值多出现在首段爆破时，即爆破震动最大值出现在掏槽眼爆破时，如何降低掏槽眼的最大装药量，将是降低爆破震动的关键。掏槽眼位置下移、预钻中空孔增加临空面、直眼掏槽、分段分级掏槽等，均可以达到减小掏槽眼单段药量的目的，进而可以降低掏槽爆破的震动。 (3) 爆破震动振速对周边环境的影响 在爆破震动速度 1.5cm/s 以下时，建筑物基本没有受到损害，建筑物内部人员会受到一定程度的惊吓； 在爆破震动速度 1.0cm/ s 以下时，建筑物和内部人员受影响较小，基本可以被接受。因此在城市市区控制爆破，考虑到各种综合因素, 下

11、穿老旧居民楼等建筑物时，爆破震动震7速宜控制在 1.5 cm/s 以下。从不影响内部人员生活角度考虑,在居民楼下部进行隧道爆破开挖，应尽可能把质点振速控制在 1.0cm/s 以下, 且爆破应尽可能安排在白天不影响人员休息时段进行。 参考文献: 1冯叔瑜等.城市控制爆破(第二版)M.北京:中国铁道出版社,1996 2孟吉复等.爆破测试技术M.北京:中国铁道出版社,1992 3娄德兰.导爆管起爆技术M.中国铁道出版社,1995 4中国力学爆破专业委员会编.爆破工程M.北京:冶金工业出版社,1992 5中华人民共和国爆破安全规程(GB6722-2003) 6 杨新安, 吴德康. 铁路隧道M. 同济大学出版社,2003