山东浅谈地铁工程爆破施工技术

浅谈地铁工程的爆破施工技术工程概况隧道自XX地铁XX线西流庄车站平行出发后，沿XX路向西北方向穿行，在XX路与XX路交汇处区间线路折向西行，在XX处下穿XX桥，然后向西直行进入永平路站，周围多为五六十年代的砖土混合式民房及破旧楼房。场区内基岩以粗粒花岗岩为主，煌斑岩、花岗岩呈脉状穿插其间。受沧口断裂影响，岩体较破碎，节理发育，爆破施工既要减少超欠挖现象，保证开挖掘进效果，又要确保周边建筑物，道路及管线安全，技术要求高，施工控制难度大。方案设计原则根据设计要求及地形、地质情况、所处的地理位置和周边环境情况，隧道开挖采用上下台阶爆破技术，并遵守以下原则：（1）掏槽采用楔形掏槽眼分层、分级形式布置。（2）振动速度控制的单段药量以一次起爆掏槽眼药量为基础进行计算，后续单段最大药量以20%递增。(3)周边眼的眼距300mm～400mm为宜，辅助眼要求大孔距小排距布置。（4）分级掏槽Ⅱ级、Ⅲ级围岩要设中心眼，在一级掏槽后起爆。（5）周边眼采用空气或水炮泥间隔装药。（6）振动速度条件允许，Ⅳ级围岩可采用4～6个炮眼组合的周边眼或Ⅱ级、Ⅲ级围岩掏槽眼预裂爆破，并且实现一次起爆。（7）掘进进尺1m振动速度以1cm/s控制，掘进进尺超过1.5m，振动速度以1.5cm/s控制。（8）依据爆破振动监测波形图对各段位用药量进行调整。（9）振动速度计算距离以地面标高为依据，涉及基础标准可适当降低。（10）所有炮眼必须炮泥堵塞，堵塞长度不少400mm。3控制爆破施工方法就参数确定3.1设计要求隧道采用上下台阶法开挖施工，Ⅱ、Ⅲ类围岩进尺1.5m，Ⅳ、Ⅴ类围岩进尺为1m。爆破作业要严格控制装药量和爆破震动，炸药单耗量在0.5～1.2kg/m3,严格控制开挖循环进尺。3.2钻孔设计及爆破参数3.2.1循环进尺1m设计及参数循环进尺1m上台阶Q=22（1/200）(3/1.8)=1.53kg断面炮孔名称炮孔数目炮孔深度（m）段号单孔装药（kg）单段装药（kg）备注上台阶掏槽眼40.710.31.2一级掏槽掏槽眼40.730.31.2一级掏槽掏槽眼41.350.41.6二级掏槽掏槽眼41.370.41.6二级掏槽辅助眼41.180.41.6辅助眼41.190.41.6辅助眼51.1100.31.5底板眼31.1110.30.9底板眼31.1120.30.9辅助眼61.1130.31.8辅助眼71.1140.32.1周边眼71.1150.151.05间隔装药周边眼71.1160.151.05间隔装药周边眼61.1170.150.9间隔装药周边眼71.1180.151.05间隔装药底板眼41.1190.31.2小计7921.25表1循环进尺1m上台阶爆破参数循环进尺1m下台阶断面炮孔名称炮孔数目炮孔深度（m）段号单孔装药（kg）单段装药（kg）备注下台阶辅助眼41.110.451.8辅助眼41.130.451.8辅助眼41.150.451.8辅助眼51.170.452.25周边眼81.190.21.6间隔装药周边眼81.1110.21.6间隔装药底板眼71.1110.453.15底板眼71.1130.453.15小计4717.15表2循环进尺1m下台阶爆破参数3.2.2循环进尺1.5m设计及参数循环进尺1.5m上台阶Q=223（1.6/200）(3/1.8)=351kg断面炮孔名称炮孔数目炮孔深度（m）段号单孔装药（kg）单段装药（kg）备注上台阶中心孔21.830.91.8掏槽眼61.310.63.6一级掏槽掏槽眼61.7550.754.5二级掏槽辅助眼41.670.451.8辅助眼41.680.451.8辅助眼31.690.451.35辅助眼31.6100.451.35底板眼31.6110.451.35底板眼31.6120.451.35辅助眼61.6130.452.7辅助眼71.6140.453.15周边眼71.6150.32.1间隔装药周边眼71.6160.32.1间隔装药周边眼61.6170.31.8间隔装药周边眼71.6180.32.1间隔装药底板眼41.6190.451.8小计7834.65表3循环进尺1.5m上台阶爆破参数循环进尺1.5m下台阶断面炮孔名称炮孔数目炮孔深度（m）段号单孔装药（kg）单段装药（kg）备注下台阶辅助眼41.610.753辅助眼41.630.753辅助眼41.650.62.4辅助眼51.670.63.0周边眼81.690.32.4间隔装药周边眼81.6110.32.4间隔装药底板眼71.6110.64.2底板眼71.6130.64.2小计4724.6表4循环进尺1.5m下台阶爆破参数3.3起爆设计从保证安全的角度出发，区间隧道开挖使用非电毫秒雷管起爆网络，每孔使用一发非电毫秒雷管，即孔内分段微差起爆方法；炸药采用2号岩石防水乳化炸药单孔药量Q=q*a*w*L*k式中：q—炸药单耗，取0.3～0.6kg/m3；a—孔间距，m；w—炮眼爆破方向抵抗线，m；L—炮眼深度，m；k—炮眼部位系数。3.4爆破波形图测试取上台阶爆破波形图为代表：上台阶进尺1m爆破波形图：检测单位:检测地点:YK22+671掌子面前6米 记录时间2011-11-2918:04:17操作员:炮次:记录长度5.0000s仪器编号:距离:m 记录速率4000,sps试验设备:药量:33.75Kg通道号通道名称最大值主频时刻单位量程灵敏度1通道X0.435cm/s21.053HZ0.03550sm/s34.892cm/s28.6602通道Y0.813cm/s21.277HZ0.02925sm/s33.501cm/s29.8503通道Z-0.990cm/s15.038HZ0.03300sm/s34.095cm/s29.330上台阶进尺1.5m爆破波形图：检测单位:检测地点:zK22+650掌子面左侧6米 记录时间2011.11.3012:18:50操作员:炮次:记录长度5.0000s仪器编号:距离:m记录速率8000,sps试验设备:药量:Kg通道号通道名称最大值主频时刻单位量程灵敏度1通道X-0.876cm/s56.338HZ0.31787sm/s34.095cm/s29.3302通道Y-1.217cm/s44.944HZ0.02837sm/s34.153cm/s29.2803通道Z-0.807cm/s56.338HZ0.31637sm/s33.300cm/s30.030数据显示爆破振速可控，雷管分段微差比较明显清晰,振速降低了原来50%左右。3.5爆破震动安全控制对于地铁工程，周围建筑物较为密集，为确保建筑物结构安全，必须严格控制爆破震动。结合施工范围内建筑物结构、离施工点距离进行计算以确定起爆最大装药量，来指导施工。根据公式计算：Q=R3（V/K）3/R式中：Q—最大一段的装药量，取kg；R—距爆源中心的距离，m；K—与介质特性、爆破方式及其他因素有关系数，取200；V—非抗震性钢筋混凝土框架房屋，允许振速取2cm/s；a—地震衰减指数，取1.6。施工中根据不同爆破控制单段最大装药量，确保爆破震动不会对周边建筑物造成伤害，减少对周围居民生活的扰动。4施工注意事项施工中要根据围岩等级的情况及时调整爆破参数，施工掌子面情况结合施工图纸和TSP超前地质预报相互验证，如在掌子面围岩节理发育、围岩的走向、渗水等出现异常情况，要对爆破进尺、装