大连地铁一期工程爆破施工技术研讨会

大连地铁一期工程爆破施工技术研讨会

大连地铁有限公司2011年03月28日主讲人：王永武关于隧道爆破设计、施工

及有害因素控制技术研讨受地铁指挥部委托,占用大家一点时间，就爆破方案设计、施工及有害因素控制问题进行探讨。在爆破实践中，在座的各位都经历了很多。你们年复一年从事地下工程施工，克服了很多疑难险段，特别是针对爆破产生的有害因素控制方面更是经验丰富。为了不当误大家更多时间，在这个题目中，主要想结合地铁爆破实际，重点谈谈两个方面的问题。一是专家对各标段报审的爆破方案评审依据作一简要说明；另一就爆破方案在指导施工以及爆破作业过程中发现的一些问题和应对，谈一谈个人浅见。一、关于爆破方案评审依据（说明）1、依据国家颁布的《爆破安全规程》、《民用爆炸物品安全管理条例》和公安机关相关规定，审核爆破方案编拟的权威性、合法性、完整性。2、爆破安全组织及爆炸物品安全管理措施是否健全；爆破作业安全防护措施及应急预案是否具操作性。3、依据各自标段施工方案和工法实际，结合围岩类、级别及产状，审核孔网参数是否合理。4、根据爆破源周边受保护目标情况，审核爆破参数特别是地表质点振动速度设计及监控量侧要求是否合理。5、对穿越风险源爆破设计、施工方法及对突发情况应变措施是否可行。6、选定的爆炸物品种类、规格、数量是否合适。7、爆破网络、起爆方式是否合理。8、对易超、欠挖段爆破控制措施是否可行。二、关于爆破方案在实施过程中暴露的主要问题分析。在地铁爆破施工中，各单位都注意同一个问题，就是控制爆破震动速度。应该说做的都不错，不过从中也发现了一些问题。归纳起来主要有：地表质点震动速度值定位不准，且一种方案通用全部里程的爆破施工；爆破参数选定与实际不符，缺乏针对性；个别方案相互雷同，可操作性差；爆破作业（含穿孔作业）组织不够严谨，存在随意性；起爆网络缺乏创新，掌子面炮孔装药后不填塞等等。（一）、爆破方案中，参数设定不够准确，爆破产生震动过大。各单位报审的方案中，v值通常是采用萨道夫斯基公式计算的，这里讲的不准确是指在计算过程中所选择的保护对象参数不够准确。大家习惯做法是选择距爆破源最近目标为计算基点参数，然后对应国家标准来确定v、k、a等值。这应该说没有问题，那问题出在那呢（1）、国家〈〈爆破安全规程〉〉规定的爆破震动安全允许标准，是从保证建筑物结构安全角度制定的。但目前民众所关注的已不仅仅是结构安全问题了，而是内部装饰、装修功能的持久性、不同人群的耐受性以及由于各种原因历史遗留问题。只从表面和便于识别的建筑物设定参数值，误差很大。（2）、大连地铁隧洞开挖特点是以爆破为先导，在某一个区间或某一个地段循环爆破作业频繁且持续时间长，也会使建筑物一些较敏感部位形成应力积累。也就是说，爆破震振动持续时间对建筑物的积累破坏作用考虑不足。对穿越风险源的爆破参数缺乏针对性（实际上又缺少作业方法）。（3）、各标段开挖里程和开挖断面有不同，所遇到的风险源也有不同，但各家爆破方案设计的爆破振动值却大致相同。这里相同不是参数相同，而是指一种方案、一组数据竟可以贯穿爆破施工全过程的设计样式相同。（4）、爆破网络设计单一，创新观念意识不强。控制单段药量比较困难。这里讲的网络是指在选定非电导爆管雷管的起爆网络，大家普遍采用奇数跳段配置法既；1、3、5、7、9等等做孔内微差设计。分析一下，1—4段各间隔25毫秒；5—6段为40毫秒；6—8段各间隔为50毫秒；8—12段各间隔为60、70、80、90毫秒；12—15段各间隔为90、100、110、120毫秒。从目前各家方案上看，掏槽孔、辅助孔大部采用1、3、5、7、9…孔内微差配置，这样的话最小间隔25毫秒，最大也就200毫秒，渐进间隔从25毫秒递进最大间隔仍是50毫秒。尤其是掏槽孔受夹制作用最大，表面看孔内微差了，但间隔时间太小了，响炮时基本是一个声音，而且震动、噪音都很大。

（二）、爆破冲击波扰民，严格操作规程有欠缺，爆破产生的噪音难控制。各标段基本是自行组织爆破队伍实施爆破作业，通过走访了解到，他们都是久经考验并经验丰富的爆破手。组织纪律性很强，留给我们的印象都很好。他们觉得在大连城市建地铁与其他城市区别很大，区别就在于放不开手脚。但他们有一个共同点，基本就是以老经验、老办法、老观点来指导施工。具体表现；老经验布孔、穿孔；老办法装药、连线；老观点防护。由于设计方案本身的缺欠，又不能有针对性指导现场作业，那只能靠爆破队伍自行经验处置了。至于炮孔打的是否标准，装药是否满足需要，连线是否达到要求，防护措施是否到位等等，监理、监管失控现象时有发生。因此，爆破产生的有害因素得不到有效控制也就不足为奇了。

1、首先是在爆破方案在设计上，对如何控制或减弱爆破冲击波的措施阐述的就不多。只在文字上记述了一下并用公式算了一个数据放那了，管不管用是另外一回事了。2、在说掌子面，炮手对各炮孔装完药以后，均未对炮孔进行填塞（要求用泥或石粉填满孔口）封口或部分填塞。但能做到每次爆破作业都进行填塞的作业队为数不多。3、超设计大进尺、深穿孔、多装药也是造成冲击波扰民的主要因素。个别单位基本不按设计要求作业，觉得开挖隧洞顶板距地面埋深较厚，爆破震动波及不到建筑物或居民区，就超设计深穿孔、大进尺、多装药。虽然震波有逐渐衰减趋势，可他们忽略了一个问题，超药量爆炸释放的高压气体与空气摩擦产生强烈噪音（既-冲击波）并得到叠加迅速膨胀冲出井口。膨胀气体不断地对空气挤压形成正压，气体膨胀后的真空由空气迅速充填形成负压，此时最副破坏力（有的已将附近玻璃门冲碎）。三、尸关于捷对有兰害因姐素控泡制几株点建颠议用以上谊把主捎要问攀题都轨讲了漏，也贪做了塘分析木，如呢何控怒制爆默破振奋动和笛空气银冲击技波也赌基本苦有了裁眉目室，仅从就讲虾几点唯建议化；1、设修计方积案要锣结合来本标菌段实政际，匪有针负对性镜的设劲定爆桃破振愤动速仔度值居。特僻别是扩穿越左风险逗段，岔要根匀据保择护目兵标距扔离渐眼进或春渐远吃，设挎计不心同地盛段的窃安全炒允许炼振速亩值。尖在取幅值上蓝，要宗结合墓建筑翠物质哭量、咏新旧指程度避、自却振频逢率、集内部裙装饰坚装修相、人响员居老住状淹况等底实际拔设定拼。设盯计参祝数必庆须在幅掌子袄面做士试炮狠校正眨。2、对毙被保特护目灰标自零振参乓数无跑法获歉取，悠可参恰照《爆破锈安全泉规程》（GB亡67职22至—2祸00匙3）标碧准，气取低胀频最西小值胁。而闻后进礼行试征炮校劈燕正。是另外款，可育根据锣中国树爆破允协会馆主编婚（冶扬金工左业出坏版社嘴出版冤）的《爆破迟手册》中，唯对抗针震设齐防的摧建筑谅物，介一般锋情况蛮可以妖采取宰抗振皇设防威标准乏降2度所谦对应彼的速历度指欲标作司为爆居破质幻玉点振座动速粒度控道制标昌准，慎如某秤一建狂筑抗闭振设载防标压准为7度，妖则该耐建筑午物的失爆破脚质点幼振动睛速度迁为2—吧4c们m/懂s。3、可吊以借顿鉴10戴3标段碗西工汽区间现“下惰穿危腔房区栽控制颤爆破跑振动倒做法产”，钳改进饼本标筝段施挡工工航艺。4、加甚强作蓬业组吧织领当导，忠严格父操作牲规程乏、实强行岗热位责示任制叼。爆裤破班扇组、才穿孔越班组提要按纲设计将施工从。建郊议编凶拟一丹种作嗽业流吩程登赏记表湾，用贞以规雕范标烫准化遮施工躺。表软内可区标注羽掌子镜面所锁处的浸里程择位置盯、作央业时鹿间、梨作业催班组普；规永定穿穗孔的巨位置诞、数陪量、锋角度牢、深做度、备单孔刃装药炊量、剩最大择分段解药量泰、炮违孔填齿塞长甘度、安起爆竞网络务连接庸样式傲、监耍控数太据等靠以及召责任燃人、系监理稿人对宵作业范质量华的结瓜论。贞流程链登记销表可假作为妙资料絮备案部备查邮。5、开骂展技各术创犹新，卖探索跌和实明践非锁电导县爆孔恩内、幸孔外快微差厚网络朝；改佳进装专药和锡填塞尝作业锄方法馅，最耀大限莲度控善制单矿段药坛量，黎降低江爆破魔产生万的有跳害效逗应，且确保冻施工旁安全巧。一、宗工程欧概况危房段位于区间DK12+552~DK12+610,距竖井约150m，长约58m；区间左线位于房屋左侧（外侧）水泥路下方、埋深15m~16m；右线位于房屋正下方，埋深14m~15m；左右线线间距12m，净间距6m。整个房屋建筑区域呈三角形。该住宅区危房均系砖混结构，为陈年老房，部分已经有明显的裂缝。一、懒工程雄概况一、尼工程陆概况危房段位于区间DK12+552~DK12+610,距竖井约150m，长约58m；区间左线位于房屋左侧（外侧）水泥路下方、埋深15m~16m；右线位于房屋正下方，埋深14m~15m；左右线线间距12m，净间距6m。整个房屋建筑区域呈三角形。该住宅区危房均系砖混结构，为陈年老房，部分已经有明显的裂缝。一、矛工程街概况成功牛试验册案例西安亿路站什至功胃成街顽站穿轧越危宪房爆腹破设更计一、声工程古概况该地段上覆第四系人工素填土、卵石层，下伏震旦系长岭子组中~微风化板岩，强~微风化碎裂状板岩，区间洞身主要为中风化碎裂状板岩，综合级别为Ⅳ~V级。地下水类型主要为土层孔隙水和基岩裂隙水，孔隙水主要赋存于第四系素填土及卵石中，透水性强，水量丰富；基岩裂隙水主要赋存于强~中风化板岩中，水量丰富，隧道开挖时可形成水流，丰水期可形成涌水。近期施工来看，临近危房处掌子面施工时未出现任何细微水流，水量极少。一、行工程弱概况危房产区平掉面位危置一、砍工程师概况危房至区平钢面位外置一、妇工程墓概况危房电区平扣面位象置西功区间右线西功区间左线一、子工程劲概况危房腰照片一、谈工程犬概况危房欣照片一、兴工程痛概况危房晋照片一、咐工程详概况危房睡区纵殖断面女图二、舱试验遇目的本区间掘进施工采用钻爆开挖法，在爆破过程中，所产生的振动波经洞身上方地层传至地面，对上方人员及建筑物都有一定的影响，特别是对该地段破旧危房带来了一定的破坏力。在此之前，业主及施工单位曾多次与危房住户进行协商，试求将危房进行拆迁，以消除爆破施工给危房及人员带来安全隐患。但由于各种原因，房屋拆迁存在极大的困难。因此，必须在施工过程中控制爆破振速来保障破旧房屋及人员的安全。在制定一套爆破控制实施方案以后，需对现场进行几次试验以验证方案在施工过程中的可操作性。该方案试验的成功，不仅对本标段过危房区施工有着重要的意义，也对整个大连地铁类似安全风险大的地下工程施工也有着一定的参考和指导意义。二、秒试验由目的三、毙试验绵过程典及结厉论对人员进行教育、培训。首先使其认识到试验的必要性和重要性，从现场管理人员到实际操作工人如打眼爆破工等进行深刻的教育和劝告，从思想上让他们改变观念，积极配合我们的试验。其次，对他们进行试验程序、操作技巧及要求和试验过程中需要注意的一些问题进行培训，以提高试验效率。再对试验参与人员进行一些任务分工：项目工程部长（刘书荣）总体指挥该试验，具体指导试验思路和总结试验效果；工区经理（张春民）负责总体组织实施，具体安排试验时间和试验人员；工区总工（程国龙）负责技术落实，具体对爆破参数进行交底和爆破监测；爆破工程师（廖军）负责爆破施工，具体落实工人钻眼、装药、连接爆破网络等。试验敢准备蜓阶段1.试验挨准备刮阶段

准备好钻眼设备，按照爆破设计准备充足所需爆破器材，如多段位微差毫秒雷管、炸药、堵塞炮孔用的土卷或者细沙以及试验所需其他辅助器材。器材搜准备试验处准备益阶段

整个试验分三次进行。第一次试验在原有设计方案的基础上减少爆破进尺和单孔装药量。进尺控制在0.5m，具体参数如下：掏槽眼采用4孔矩形掏槽，钻眼深度为1000，水平间距1600，上下间距400；扩槽眼和辅助眼深700，间距400~600；周边眼深700，间距400；底板眼深700，间距550。第一惰次试谢验2.试验择阶段2.严1第一宽次试堤验掏槽微眼布链置第一骡次试并验炮眼兼布置第一论次试将验布眼弱参数增表眼类别雷管段位炮眼个数眼深mm单孔装药(卷)单孔装药量(kg)单段装药量(kg)备注掏槽眼14100030.62.4

扩槽眼3670020.42.4

辅助眼5470010.20.8

7670010.21.2

91270010.22.4

11670010.21.2

底板眼13670020.42.4

周边眼15247000.750.153.6拱脚处周边眼装2卷药合计

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16.4

第一敲次试心验孔内微差毫秒雷管和炸药装好后，将所有引线扎成一把，最后用小段位雷管进行联接，最后连至起爆器接头。起爆同网络与第三方监测和大连理工共四台监测仪器，分部布置于爆破位置正上方危房区各个不同点位。振速植监测2010年11月14号下午，爆破里程：左线区间DK12+542~542.5。爆破计时间第一究次试掉验获得大于0.5m的进尺，爆破振速分别测得为2.4,2.46,3.6,5.2（单位cm/s）。爆破米效果通过进尺观察和爆破监测振速数据分析可知，该地段岩层按0.5m进尺可进一步减少炸药用量，为了获得较小的爆破振速，采取减小单段起爆炸药量。效果稳分析第一意次试碌验2.还2第二声次试姿验第二次试验在第一次的基础上减少单孔装药量，改变爆破次数和起爆网络。进尺仍然控制在0.5m，为了减小掏槽爆破振速，采用先进行掏槽后爆破辅助周边眼及底板眼的两次爆破方法，将炮眼打好后，将掏槽眼装药进行松动爆破，放炮后，用机械和人工进行掏槽，为后续辅助眼爆破提供较好的临空面，然后再对辅助眼、底板眼和周边眼装药，联接起爆网络，进行第二次起爆。具体参数如下：掏槽眼采用4孔矩形掏槽，钻眼深度为1000，水平间距1400，上下间距400；扩槽眼和辅助眼深700，间距400~600；周边眼深700，间距400；底板眼深700，间距550。第二丹次试幻玉验掏槽碎眼布咬置第二虫次试职验布眼丛参数房诚表眼类别雷管段位炮眼个数眼深mm单孔装药(卷)单孔装药量(kg)单段起爆装药量(kg)备注掏槽眼12100020.40.8

3210001.50.30.6

5270010.20.4

7270010.20.4

9270010.20.4

辅助眼147000.750.150.6

367000.750.150.9

567000.750.150.9

767000.750.150.9

1367000.750.150.9

底板眼967001.50.31.2

周边眼13127000.50.11.2

15127000.50.11.2拱脚处周边眼装2卷药合计

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10.4

第二诊次试徒验炮眼劳布置第二搁次试羡验

第一次掏槽爆破采用孔内微差，用1、3、5、7、9段毫秒雷管进行联接起爆；第二次爆破采用孔内微差和孔外微差结合的方法进行起爆，将周边眼引线扎成一把后用1段雷管进行联接，再将该1段雷管引线和其他辅助眼、底板眼雷管引线扎成一把进行引爆。最后用小段位雷管进行联接，至起爆器接头。起爆雀网络第二骑次试部验起爆谱网络第二傅次试脏验

合同第三方监测和大连理工共四台监测仪器，分部布置于爆破位置正上方危房区各个不同点位。振速住监测

2010年11月17号上午，爆破里程：左线区间DK12+543.5~544。爆破奶时间第二侨次试嘱验

获得0.5m的理想进尺，第一次起爆振速分别测得为0.3,0.99,0.89，第二次起爆振速分别测得为：0.2,0.49,0.45,0.9（单位cm/s）。爆破性效果通过进尺观察和爆破监测振速数据分析可知，该地段岩层按0.5m进尺效果较好，但是爆破振速尚需进一步减小；从数据上可知，较大振速主要来自掏槽爆破，为了获得更小的爆破振速，可进行增加起爆段位，同时减小掏槽眼装药量，以减小爆破振速。效果眠分析第二哪次试好验2.榨3第三含次试煮验第三次试验在第二次的基础上改变起爆网络以减小单段起爆药量。进尺仍然控制在0.5m，仍然采用先进行松动掏槽，然后爆破辅助周边眼及底板眼的两次爆破方法，将炮眼打好后，将掏槽眼装药进行松动爆破，放炮及用机械和人工进行掏槽清渣，为后续辅助眼爆破提供较好的临空面，然后再对辅助眼、底板眼和周边眼装药，联接起爆网络，进行第二次起爆。具体参数如下：掏槽眼采用4孔矩形掏槽，钻眼深度为1000，水平间距1400，上下间距400；扩槽眼和辅助眼深700，间距400~600；周边眼深700，间距400；底板眼深700，间距550。第三语次试枣验掏槽党眼布穴置第三屋次试优验掏槽款眼布志置第三谨次试签验布眼次参数浓表眼类别雷管段位炮眼个数眼深mm单孔装药(卷)单孔装药量(kg)单段起爆装药量(kg)备注掏槽眼1210001.50.30.632100010.20.45270010.20.47270010.20.49270010.20.4辅助眼327000.750.150.3427000.750.150.3537000.750.150.45637000.750.150.45737000.750.150.45837000.750.150.45937000.750.150.451037000.750.150.451137000.750.150.451237000.750.150.45第三就次试垒验布眼似参数衣表底板眼1127001.50.30.61327001.50.30.61427001.50.30.6周边眼10370010.20.611370010.20.61247000.750.150.61347000.750.150.61447000.750.150.61547000.750.150.61627001.50.30.6合计

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12.4第三登次试椅验

第一次掏槽爆破采用孔内微差，用1、3、5、7、9段毫秒雷管进行联接起爆；第二次爆破采用孔内微差和孔外微差结合的方法进行起爆，将周边眼引线扎成一把后用1段雷管进行联接，再将该1段雷管引线和其他辅助眼、底板眼雷管引线扎成一把进行引爆。最后用小段位雷管进行联接，至起爆器接头。起爆卡网络第三敬次试床验起爆蔽网络第三裕次试陷验合同乔第三虑方监搁测和丈大连源理工蹄共四屑台监纪测仪滋器，暴分部蒜布置盯于爆恶破位刷置正量上方床危房底区各逼个不渡同点架位。爆破省监测通过疏进尺妙爆破号效果窃：获绑得0.辩5m比较暑理想海进尺捧，第玩一次英起爆示振速脊分别瞎测得响为0.套6,唇0.巾76此,0唉.8爪4，第假二次聚起爆过振速输分别残测得瓜为：0.丘35假,0拌.5颗8,日0.截43（单相位cm所/s）。严具体难见下刃表：爆破幕时间爆破巧时间客：20绕10年11月25号下姥午，反爆破章里程型：左肥线区但间DK渔12滑+5坦56掘~5鸟56秋.5。爆破喉效果第三规次试枯验爆破熟效果第一坡次爆绒破测临速结枝果表实验设备采样率采样长度采样延时地质描述爆破地震总时长（s）爆破测震仪2K2s

仪器编号测点编号垂直速度VZ(cm/s)垂直频率（Hz）纬向速度Vy（cm/s）纬向频率（Hz）径向速度Vx（cm/s）径向频率（Hz）合速度VH（cm/s）安全振动速度标准（cm/s）备注10490.760683.3330.3847100.0000.640550.0000.769220500.844135.7140.516952.6320.527052.6320.859030510.765431.2500.328858.8230.305162.5000.7729第二厨次爆锈破测番速结网果表实验设备采样率采样长度采样延时地质描述爆破地震总时长（s）爆破测震仪2K2s

仪器编号测点编号垂直速度VZ(cm/s)垂直频率（Hz）纬向速度Vy（cm/s）纬向频率（Hz）径向速度Vx（cm/s）径向频率（Hz）合速度VH（cm/s）安全振动速度标准（cm/s）备注1NO.0520.355541.6670.160566.6670.226283.3340.36672NO.0530.587983.3330.450383.3340.394390.9100.59343NO.0540.432347.6190.256858.8240.228452.6320.4433第三肤次试饺验第一牢次爆赢破效肝果分恼析：吹在第宇一次景掏槽箭松动奖爆破途后，丈通过辉现场赖观察捆，效鞠果较底好，赚但由猴于是格松动猎爆破扑及该矿处岩免层较熄硬，拴必须旦用挖分机将进松动状的碎犁块清患理。效果恩分析第三象次试壶验爆破孟监测笛振速西数据爆分析义可知煤，采惨用该降爆破无方案废，按0.劲5m进尺领，通平过控宏制单撒段起闲爆药凯量不斤大于0.钢4k涌g，加义上机旅械和夜人工货辅助塘掏槽雹，可僻将爆时破振疼速降晌低至0.方5~偿0.繁6c鹿m/猪s左右陶，但巾是实耗际操亚作过叙程中故需要利增加第人力眯和机咐械成浅本投绣入。试验赶结论3.试验汪结论四、波试验典中控饱制要抖点1、精心组织，合理安排，以形成有条不紊的作业秩序，避免施工过程中因人员安排不当造成作业混乱，工序衔接不顺畅的现象。2、松动掏槽是该方法的关键，钻眼深度及掏槽眼间距和钻眼角度要严格控制，以获得最好的松动效果。3、炮眼装药后，要用预先做好的专用泡泥进行炮眼堵塞，不仅可以减少炸药的浪费，还能充分利用炸药的功效而降低爆破振速。4、为了或得较小的爆破振速，控制单段起爆装药量，采用孔外微差和孔内微差相结合的起爆网络联接方式很关键，避免不同段位雷管孔外叠加后出现同时起爆的现象。五、说该方抚案的仆安全防、技乒术、展经济付意义原来爆破采用1m的进尺，从钻眼、爆破、排烟出渣、立架喷浆支护循环进尺时间为22.5小时；该方法采用0.5m的进尺，循环时间需要15.5小时，完成1m需要31小时，效率为原来的72%，施工进度稍有降低；循环时间具体见下表：工序钻眼装药爆破排烟扒渣

出渣立架打锚杆小导管喷砼注浆合计(小时)原方案时间3293.5522.5新方案时间23.552315.5该方贸案由某于使万爆破侄振速左大大近降低舍至0.鲜5~兰0.蚕6，在摩掌子榨面上舟方地飘面只热能感送觉到捐很小产的震享动，朴对破氏旧房省屋及良人员但安全什几乎猾不产滋生影圆响，振其安眼全性勿得到披了有朗效的办保障借；在撕爆破缝过程侨中，趋增加李了许告多雷坡管段爱位和屯数量肺，同讨时在浊掏槽暴和其沿他过锐程控止制