复杂环境下的岩石深基坑控制爆破边壁垂直开挖综合施工技术总结

复杂环境下的深基坑岩石爆破及坑壁垂直开挖综合施工技术［摘要］：xx金融大厦项目地下5层，地上58层，总高度268.20m，总建筑面积约17.86万m2。为重庆第一高层。该项目周边临近城市主干道和超高层建筑，局部与地下人防通道相连，而人防通道又与轻轨相临，使得周边及地下环境变得异常复杂。基坑内均为硬质砂岩，通过采用松动爆破与设置减振槽组合的施工方法，实现了21m深岩石深基坑的垂直开挖。对人防洞室的封堵则采用设置探孔、分层填充毛石混凝土，最后压力灌注的方法进行施工，保证了人防洞室及轻轨的安全，取得了较好的经济与社会效益。［关键词］：深基坑岩石浅孔松动爆破悬臂拱形板减震槽爆破监测人防洞室堵塞压力注浆施工技术1工程概况xx金融大厦位于重庆市渝中区CBD核心区，处于民权路与青年路交界处,该工程地上58层,地下5层,其建筑面积17.86万m2，为重庆第一高层。见图1。该工程基坑深21m，开挖面积近1万m2，总开挖量近21万m3。该项目基坑全部为硬质砂岩，基坑开挖边线距轻轨2号线墙边仅约6.6米左右（开挖边线为结构外边线向外100），同时在轻轨与建筑物基坑间又有人防洞室穿过，其西南侧又与万豪大酒店和重庆国贸中心超高层建筑相邻，使得周边及地下施工环境变得异常复杂。由于基坑开挖受各种条件的制约，必须要做到垂直开挖，使得基坑开挖施工难度极大。根据地勘报告，表层填土厚2.0m左右，其余全部为坚硬砂岩，平均天然单轴抗压强度为45Mpa，开挖深度近21.00m，核心筒电梯基坑为27.4m。基底绝对标高为230.00m，（±0.000=250.600）。而轻轨的顶标高为235.41m，底标高为232.21m。人防洞宽度约图1xx金融大厦效果图4m，其顶标高不尽一致，平均标高约235m左右。xx金融大厦周边位置关系见图2。图2周边位置关系图2施工方案的选择2.1基坑开挖方案根据场区内地层岩性，对于人工填土、粉层粘土可采用挖机直接开挖，近2m深的土层开挖时加宽40cm，用作条石砌筑堡坎。对于砂岩、泥岩的基坑开挖，通常采取爆破方案开挖。而针对该区域的岩石特征及周边的特殊环境和垂直开挖的要求，则必须对开挖方案进行专家论证。根据局部开挖后表现出的岩层特性，认为原地勘报告提供的相关参数较为保守，可进行适当修正。根据地层岩性基本呈水平状态，岩层完整，少许裂隙极不发育，其中并不含裂隙水的客观情况，经专家论证后，可取消原设计的锚杆支护，但要加强相关区域的基坑变形观察。为有效减少爆破开挖产生的水平振动力的影响，达到有效保护保留围岩的目的，决定采用设置减振槽的方法加以解决。该方案由建设单位组织公安、爆破协会、轻轨公司、设计、监理、施工等相关单位进行论证确定。2.2轻轨保护方案由于离轻轨边的距离太小，如何确保轻轨隧道的安全，成为土石方爆破中的最重要最关键的内容之一。为此，由建设单位组织重庆市公安部门、重庆市爆破协会、重庆市轻轨办等单位共同参加的专家论证会，并经共同研究商定，轻轨边线向外50m为保护区，保护区内采用机械切割的方法，不得爆破。离轻轨50m以外可采用浅孔松动爆破。专家论证会见图2。图2爆破方案论证会图3浅孔松动爆破2.3人防洞室的保护方案基坑开挖过程中，人防洞室与基坑相交处局部会被纵向切断，此时人防洞室及轻轨隧道的部分拱脚将被切除，从而形成一个较大的悬臂拱形板，（详下图4），可导致局部人防洞室倒塌，人防洞室的安全又将直接危及到轻轨的安全，因此确保人防洞室的安全又成为土石方开挖过程中的又一重点。为此建设单位又组织了设计单位、爆破协会、爆破施工单位等单位的专家共同研究施工方案。征得人防单位的同意，位于基坑边的人防洞穴，可以用砼堵塞，人防洞穴堵塞后，基坑开挖将不影响轻轨的安全及人防洞室的安全。图4基坑、人防洞室、轻轨相对位置剖面示意图3土石方爆破方案将3.张1察施工工艺流程核现场勘容察侵→骗爆破方案设奖计涉→硬施工准抽备冶→单机械开挖隔振芬槽唱→前布孔、钻寄孔扶→杰装药、堵塞、兄联肢线沃→酬振动监测、覆竹盖防护、警戒荐、起游爆孤→门爆后检司查衬→踏爆破效果及监畏测数据分含析淘→沟修正设计参数钥、进行下一道束工驼序鼻→纳清渣暑3.2雁瓜浅孔松动爆破酬由于相邻炮孔负起爆间隔时间锹很短，致使各自炮孔在爆破过较程中的能量场塔相互发生影响兆而产生一系列伟良好效果。主螺要优点有矿：办①落可使爆破地震唱效应和空气冲捷击波以及飞石做作用降低薄。组②榨爆破后的岩块浴块度均匀，大蛮块率低蜂。骂③搁爆堆形状整齐终、集中，利于钢提高生产效率敬果蒸。阴④部相应提高了炸穴药能量的利用析率。鹰这种浅孔松动廊爆破是利用孔亿内孔间微差顺念序起爆，利用福毫秒非电导雷趣管起爆系统，洒通过一定的爆视破设计和起爆鸭网络联接方式魔，实现孔内微箭差的爆破技术挡，这项技术的喘使用，可有效胶地控制爆破震喷动的危害。爆抖破时，一次爆惜破用药的总量解不得超夕过梯3K辩g欠。详秋图卡3双。令3.3匹钞爆破区域的划式分技本工程的东南爹侧临近地下轻米轨，距离屯约沙6滤m艳左右，按轻轨践公司要求，轻懒轨隧道边向运外蒸5认0绩米的范围内均扒为轻轨保护范继围。所以靠轻稿轨严的饰50深m瓣的范围内在拟提定方案时均采形用机械切割岩犁石，用开岩机汗破碎；地下室甜其他部位均可近采用爆破作业柔。而且要求爆箱破前先完成减暂振槽的切割，野切割区先向下饮切割至茶少碗5任米深后再进行惕爆破，有效地傅减少了爆破对值轻轨的危害。晒详勉图抵5关。离轻轨边50m保护线爆破区域切割区域离轻轨边50m保护线爆破区域切割区域连图利5糊痕现场切割区和愧爆破区域图示荒3.4刷发减振槽的设置糠减振槽是在基列坑周边采用机朝械切割的方法你，开设的宽馒度耀1.5m生~干3排m辩、深度大于炮悦孔深郊度翻1.盒5打倍的条状形基原槽。将爆破区稍域与保护区域券有效隔断，减推少爆破振动，死达到保护岩体涌安全的目的。季施工时采用机矛械开挖方式进恐行分层切割开宅挖，开岩机配坡合分段破碎并腊装运出渣。减搂振槽的设置如辣图这6临。葬图宋6笋乱现场机械切割粥减振槽侨3.5省伐保护层开挖爆型破柔性垫层的鼻使用晴保护层开挖一支次爆破，是一老项成熟的新技哀术，其主要方安法是用手风钻佩一次钻孔到位赚，孔底加柔性玻垫层，一次爆炸破完成的爆破缸技术，这样既逆能保护基面，窄又减少了作业企循环，提高了拆效率。遮3.6晒看爆破监测夫3.6.闻1泰本工程基坑四脂周临近超高层扇建筑物及地下瓦管网，为防止司爆破地震波对扒周边建（构）矮筑物影响，按筐专家组意见，金委托了相关专糕业单位对爆破践作业进行监测魄，并对轻轨、郊万豪、国贸三蛮处设临时监测培点。幸3.6.歪2钳爆破作业前，第施工单位组织这了建设单位、守监理单位等共叛同对临近的建挥筑物及设施进右行观察，并进茄行了拍照和摄宿像，包括原有瓣的建筑物是否亦有裂缝等现象喘。爆破前先进禽行试爆，在试严爆时进行监测斜取得相关数据显，并调整好用撞药量，在爆破沫过程中不间断枕监测，建立相秋关的资料。爆背破监测详晒图冒7乡、程图板8瓦图饲7配福现场位于国贸固爆破监测点图叹示柱耽堵相下图晃8醉骆现场位于轻轨崭处爆破监测点腥图示纲4围浴岩壁基坑垂直禾开挖的技术措静施荐4.1杠跟机械切割、岩剥壁垂直开挖的摇施工霉岩体开挖前，翁按基坑开挖图例测定出开挖边乔线，预厌留蓬100m企m赠左右的切割余袖量，采用机械浑切割，切割机晃的导轨需严格扣按开挖控制线购就位，并进行报适量微调（内巩高外低），每音切割一皮后，肺由开岩机配合梦分段破碎出渣甚，如此循环进全行减振槽的开小挖，经复测，镰效果较好。岩隐壁垂直开挖效粗果见健图筐9捡。迈图族9肾用岩壁垂直开挖辆现场效果慨图巴粉参岂偏掠图片10中卫筏板内岩石开攻挖方法朋4.2烦袭施工测量控制这每次机械切割每前，均需对实技际开挖面进行存测量，实时修乱正切割线的位兴置，从而取得锡较高的控制质驾量，实现垂直摩开挖的要求。牧5牵堵筏基、桩基、第条基的开挖辈5.升1臣筏基开挖霞由于筏基平面胞尺寸较大，而驻基础深度一般偷在织2.射6盐以内，此时可滋采用分段切割维，开岩机进行幻破碎，分段清售理出渣。见遇图醒1喂0辅。而筏板内的海电梯井则采用怪金钢钻抽取岩回芯成孔。析5.养2宰桩基开抗鹰桩基尺寸一般索在增2.8今m脚以内，此时只索能采用金钢钻绞沿周边抽取岩计芯，每皮盐深尝500m殊m毅。中部采用机甜械破碎或人工鉴用大锤振裂后砍出渣。见冒图缝1朝1羡。场5.任3饿条基开挖南对于墙下条基将，只能采用机战械切割的方式采进行，后由开嘱岩机破碎或人足工打钢钎振裂嚼的方式出渣。缎见高图凉1君2科。机械切槽机械切槽胀图警11疏队桩基机械钻孔弯抽芯成孔彻图宋竖谎由闪枪图芽12淡衰墙下条基机械拆切割成槽图腿6谊放爆破作业安全绘注意事项席6.1您第爆破作业及爆夫破器材使用均羡应严格遵守现渴行《爆破安全特规程》和《民沙用爆炸物品管晨理条例》的相色关规定。耳6.2瓦买爆破设计必须浸由具有相应资沾质的人员设计费，爆破作业必腿须由公安部门听培训合格的爆假破人迟员仪佛必和安全人员实宣施，操作人员兰必须做到持证禾上岗。刺6.3敬屿减振槽寒沿开挖边线采叨用时，机械开滩挖深度必须大恶于炮孔深醋度赠1.仰5观倍，宽度可控湾制日在知1.5目~脉3饲m达。软，通过振动监俱测进行动态信库息化管理，随舰时调整爆破参蛙数，鞠将郊爆破振动控制蒙在允许标准以下内，最大限度土地减小爆破振挽动的影响。银6.4马计算药量及装财药量必须精克略，做好爆破区恐的覆盖工儿，田杜绝爆破飞石乏伤人喜。羊6.5税剪现场必须设置择警戒线，非爆自破人员严禁进淋入施工现场，料施工人员必须尊佩戴安全帽。榨现场禁止吸烟陈，杜绝明火，汉做好炸药库房还的防火、防爆蒙工作。鉴7于番人防洞室的堵例塞措施立7.1录舰处理方案的选则择胸为避免人防洞贺室出现意外现晚象，人防洞室号处沿基坑边纵劫向剂16伍m潜、横泡向狱6蝇m伐的范围内暂不歉切割，形成后托开挖区。后开丑挖区的保留，幕可以承受人防犯洞室及轻轨隧柴道形成的压力多，如流图以1秃0接所示的虚线范骄围内为后开挖返区。后开挖区捏以外的土石方狭仍继续开挖，间待人防洞室内丰全部用砼填完渡并且达到一定垒强度后方可开揉挖。人防洞室位置后开挖区域人防洞室位置后开挖区域闷图肝10域另人防洞室后开乘挖区域示意图晒章平7.2拖饿洞室填堵施工贱7.2.1部罢洞室空间的测贵定爱根据人防办提过供的人防洞穴携的顶标高约并在欧235奴m扬左右，经研究六决定，在开挖限至标分高摄238熊m骨左右时，先局追部开出探孔，瓜对人防洞室内丸部进行实地测誉量，测出洞室却内部空间尺寸阶、走向，为堵炮塞方案的确定惯提供依据。榜7.2.2丘斤毛石混凝土的研填充施工输首先对洞室内担壁进行处理，堆尤其是洞顶的禁毛边需人工打幅凿，将顶壁分孤段处理，使各换区段内略形成阔坡状。伸洞室内般每辅4冤m玻左右分段砌轧筑纲800m记m贱左右厚的毛石怀墙，每次砌筑墓高怨度惕50灾0猎左右。采用泵形送混凝土，由胞内向外分段浇苏筑。各段内每谦次浇桨筑求30谅0奶左右厚的混凝芒土，安排专人厚抛梢掷交3于0防％混凝土量的胳毛石（就地取赤材），并振捣锹密实。慌7.2.盾3亦洞室顶部空隙洗的处理信各段内余高课在件0.5丈m奋左右时改为压慕力灌注混凝土俩。写各区段的位置惯用机械钻孔的仔方式布置灌注们孔与排气孔，太见利图司1赛1昂。压力灌注孔疏可通过测量布唇置在洞顶较高沈的一侧。灌注念孔上用膨胀螺证栓将泵管与输丸送泵进行连接变，将泵送压力事调柄至雀0.4MP注a钢后实施压力灌限注，待排气孔喷内的浆液充满兵时，维持压力头半小时左右后菜停止灌注。灌仗注的混凝土采当用魄C2击5畅细石混凝土，捕内掺水泥含鱼量厌1轿0遭％奋的藏Z忘Y携型膨胀剂，以佩减少后期收缩非量。机械钻孔灌注孔机械钻孔灌注孔挂图番11熟龄灌注孔的布置种图猴8虏墙应用效果布8.1愚慎安全稳定可靠滚，经济效益显浴著论采用设置减振定槽的方法，在姐实施爆破时有零效地保护了保谎留岩体的稳定羡性。岩壁的垂族直开挖，较留躲置工作面减少翼石方开挖骤量担8400m蜻3馅。采用松动爆纵破则增加了爆蹈破施工的安全博性及爆破效果淘，较静态爆破锄节约成疏本至33按0妈元半/m光3业，较人工凿打灶节约成嘴本掘38股0馆元临/m家3炭，在施工进度誉上，是静态爆衰破族的恼8颤倍，人工凿打拐的斤2后0亡倍。该项目已诸于湾200少9辫年跃1狱2辨月立2情5迟日完成了基坑辟开挖，整个施飘工过程安全，阅较计划工期提就前年2糊6槐天。围8.2鸦兽应用前景广阔饼在松动爆破时阴设置减振槽，艺可广泛应用于顽各种石方的开厘挖，特别是对减城