1、1天津地铁 5 号线文化中心地下连续墙爆破施工技术摘 要：结合天津地铁 5 号线文化中心工程施工的特点，介绍了地下爆破施工技术和实施效果，详细分析了地下连续墙爆破施工的技术特点及施工过程，可供类似工程借鉴和参考。 关键词：地铁；爆破；地下连续墙；施工 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 天津地铁 5 号线采用盾构法施工过程中，围堤道站文化中心站区间盾构需穿越文化中心交通枢纽地下空间的地连墙。现拟采用爆破法在盾构穿越位置对地下连续墙进行爆破开孔，以便盾构推进通过。盾构需穿越共有 2 幅地下连续墙，需要爆破开孔。 爆破区域盾构施工穿越土层为2 层粉土、1 层粉质粘土和2
2、 层粉土，爆破施工区域地层有承压水。 2 施工难点 1）在 800mm 厚地连墙的范围内需要保证孔位的准确度，且钻孔深度深可达 18m 左右，钻孔的垂直度要求高； 2）药包定位准确度要高，装药结构必须可靠防水； 3）起爆网路要求高，保证可靠准爆； 4）在不降低单耗的条件下，控制最大单段起爆药量； 3 爆破施工技术参数设计 2爆破参数 需穿过地墙直径：8.2 m，地墙厚 800mm，设计的地下墙盾构穿越范围内注浆管采用非金属钢，以确保不影响盾构切削通过，地下墙穿越区采用水下 C30 素混凝土，并用容易被切割的等强度玻璃纤维（GFRP）替代钢筋，玻璃纤维极限拉力为 480MPa。根据以上情况，设计
3、参数如下： 孔距：a 取 700800mm，每幅布孔数：11 个 孔 径：110mm 孔深：18000mm 最小抵抗线： w 取 400mm 左右 起爆形式：采用孔内、孔外延期起爆网路，孔内 ms-3ms-7 段孔内延时，孔间采用 ms-9 延时。 最大一次起爆药量：3Kg 炸药：乳化炸药。 单孔药量计算： QMaxKV30.88.20.815.7 kg（五节装药） 当完成钻孔后，利用仪器对钻孔进行测量，参考地连墙浇筑时的斜度，计算钻孔误差，根据钻孔的偏差，进一步调整单孔药量。 4 装药结构及爆破网路联接 4.1 装药结构： 采用分段间隔装药，每个孔的药量分成五个药包，每个药包 3 kg。药包
4、中心是直径 12mm 的 pvc 管，围着 ppc 管绑扎 34 支32mm3的 RT 型乳化炸药，最大直径超过约 80mm。每个药包长 1.2m，为防止殉爆，0.5m 间隔采用麻袋隔离开，装药长度为 8.0m,如图所示。在每节药包内放入一段长度与药包长度一致的导爆索，从而在雷管引爆导爆索时同时利用导爆索引爆炸药，可以进一步确保炸药准爆。 4.2 延期设计 孔内延期：每个药包均设置 3 枚延期导爆管雷管，雷管线均为 30m，延伸到地面。孔内药包延期，自上向下依次采用 MS3-MS7，每个药包将25ms。 孔外延期：孔外用外采用双回路网路，采用雷管 MS-9 控制起爆顺序，根据地面上雷管脚线长短
5、判定药包深度位置，自上而下逐个药包用 3 枚延期导爆管雷管。 延期时间：为确保实现逐段逐孔起爆，单孔延期时间为:200ms，每个孔间隔时间为 310ms,最后一个段雷管完成起爆时间第 4S 结束，随之，起爆第二幅连续墙，依次完成第二幅墙的逐段逐孔起爆网路，总爆破时间控制在 8S9S 内。 此类爆破需使用导爆索起爆炸药的起爆方案。由于 PVC 管为纵向，炸药的能量利用率极高，可明显降低爆破的危害效应。预埋管施工方案可保证炮孔的定位精度，无钻孔施工，可减少施工费用，加快工期，减少材料损耗。 5 爆破震动的控制 爆破震动有两个主要评价指标为震动速度和震动频率。如上所述，爆破震动频率远大于一般建构筑物
6、的自振频率，可认为对建构筑物破坏4影响小。因此主要以质点振动速度来评价。 5.1 大底板及大底板以上构建物 对于立柱桩及地下墙爆破，应考虑的重点保护目标是大底板及底板以上建筑物结构的安全，爆破目标周边建筑物的安全。 此次爆破应按照第 3 新浇大体积混凝土，振动速度取 34cm/s，来进行验算周边建筑物的安全性。 爆破振动大小的衡量标准用爆破振动速度表示, 爆破振动速度计算公式如下： 式中： Q一次齐爆最大段药量（kg） R保护目标与爆破段中心之间的最小距离（m） V爆破产生的垂直振速（cm/s） a与爆破点附近地质有关地震波衰减指数 K与爆破点附近地质有关的系数 按照理论计算，地下室结构大底板
7、距离盾构穿越位置仅 2.355 米，同时，其地连墙与地下室结构没有直接的刚性连接，存在 1.2m 的间隙，间隙中采用砂浆填充，此处单段起爆药量 Q=0.6kg，计算振动速度V=9.80，亦在 7-12cm/s 范围内，同时，由于振动传播过程中的耦合作用及不连续介质的衰减，爆破对地下室结构没有影响。 该 V 值符合国家“爆破安全规程”规定标准 V=712 cm/s,说明爆破振动对大底板来说是安全的。 55.2 周边构建筑物的影响 周边建筑物保护，越秀路隧道距离爆破点 24.1m，文化中心地铁站距离爆破点 34.1m，通过计算得振动速度如下。 计算得 V1=0.494cm/s，V2=0.27cm/
8、s 远小于 35cm/s 的国家标准。 本工程控制最大一次起爆单个炮孔，单孔药量不超过 25Kg，每个孔内分 7-10 段，单段起爆药量控制在 3kg 以内，按 9m 距离计算爆破震动：VK（Q1/3/R）= 501.1（31/3/9）1.68=2.54cm/s 爆破震动远小于国家规定 3.05.0 cm/s 的安全值（参考混凝土结构房屋的参数） ，根据本工程地下结构特点，其抗震系数远远大于一般混凝土结构房屋，故按以上设计产生的爆破振动对原地下结构无影响。 6 结语 目前地下连续墙爆破施工大多数应用于盾构穿越，并且能够有效减轻地下障碍物的强度，对于盾构机起到了一定的保护作用，减小了施工的风险，国内已经有不少成功的案例。相信在不久的将来，盾构穿越障碍物施工采用爆破的形式会得到广泛的应用。 参考文献 1 天津地铁 5 号线围堤道站-文化中心盾构穿越地下连续墙施工方案 2 中华人民共和国爆破安全规程GB6722-2003 3 中华人民共和国建筑施工场界噪声限值 （GB12523-90） 6
