緊鄰運(yùn)營(yíng)地鐵及既有建筑物的深基坑明爆施工技術(shù)

張　亮　秦曉峰

（廣東城脈地產(chǎn)有限公司　廣東深圳　518000）

1　工程概況

在建城脈中心基坑工程位于深圳市羅湖區(qū)地鐵9號(hào)線園嶺站東北側(cè)，距地鐵地連墻約2.7m，距地鐵地下商業(yè)結(jié)構(gòu)約4.7m（在地鐵安全保護(hù)區(qū)內(nèi)）；基坑?xùn)|側(cè)緊貼已建金馬廣場(chǎng)（3層地下室）；南側(cè)距深圳市人民檢察院辦公樓約10m，距其圍墻約3m；北側(cè)距桃園路北側(cè)兄弟聯(lián)合名車(chē)大樓約35m。周邊爆破環(huán)境極為復(fù)雜。

本基坑工程開(kāi)挖面積約11800m2，基坑開(kāi)挖深度25～28m。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用整體順作的鉆孔咬合樁（鉆孔灌注樁結(jié)合止水帷幕）+三道橢圓環(huán)支撐的支護(hù)方案，立柱樁為混凝土灌注樁。

場(chǎng)地內(nèi)主要待明爆開(kāi)挖中、微風(fēng)化花崗巖埋深約11～16m，巖面埋深為北高南低，硬度系數(shù)為8～14。爆破振動(dòng)可能會(huì)對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)、地鐵運(yùn)營(yíng)安全、既有建筑物及基坑支撐體系的安全與穩(wěn)定造成影響，應(yīng)嚴(yán)格加以控制。

2　工程難點(diǎn)

（1）爆破區(qū)緊鄰運(yùn)營(yíng)地鐵車(chē)站、隧道邊緣，不僅需保護(hù)其內(nèi)部設(shè)施、管線，同時(shí)不能影響地鐵的正常運(yùn)營(yíng)，爆破振速控制值為12mm/s。

（2）爆破區(qū)緊鄰周邊既有建筑物，其中南側(cè)為市檢察院，東側(cè)為金馬廣場(chǎng)（汽車(chē)賣(mài)場(chǎng)），過(guò)大的振速不僅會(huì)影響金馬廣場(chǎng)的正常運(yùn)營(yíng)及政府部門(mén)的正常工作，更可能因振速高或爆破噪音過(guò)大而引起不必要的恐慌，經(jīng)分析，周邊建構(gòu)物的爆破振速控制值為15mm/s。

（3）工期緊、任務(wù)重，石方總方量約18.6萬(wàn)m3，明爆量約7.2萬(wàn)m3，根據(jù)工期安排日均開(kāi)挖方量最大達(dá)1500m3。

（4）爆破施工需保證基坑支護(hù)系統(tǒng)安全與穩(wěn)定。

（5）爆破振動(dòng)、粉塵、噪聲對(duì)施工區(qū)周邊環(huán)境影響大、容易擾民，包括對(duì)飛石的嚴(yán)格控制。施工中必須將爆破對(duì)環(huán)境和人員的影響降到最低[1]。

3　爆破總體方案

3.1　爆破安全參數(shù)計(jì)算

3.1.1爆破振動(dòng)安全距離計(jì)算

本工程振動(dòng)保護(hù)對(duì)象：對(duì)市檢察院、金馬廣場(chǎng)辦公樓等緊鄰建筑物振速控制為15mm/s，地鐵9號(hào)線為12mm/s，立柱樁、支護(hù)樁為15mm/s。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）的經(jīng)驗(yàn)估算公式，微差爆破時(shí)的同段最大藥量Qmax按式（1）計(jì)算。

Qmax=[R（V/K）1/a]3（kg）（1）

式（1）中：Qmax-微差爆破時(shí)同段最大藥量或齊發(fā)爆破總藥量，kg；R-爆破中心到測(cè)點(diǎn)的距離，m；V-建筑物允許的安全振速，見(jiàn)表1；K-與場(chǎng)地有關(guān)的系數(shù)，類(lèi)比實(shí)測(cè)值K=120；α-地震衰減指數(shù)，類(lèi)比實(shí)測(cè)值α=1.5。

不同距離的允許同段最大裝藥量見(jiàn)表1。

實(shí)際施工時(shí)，參考所允許的Qmax值的大小，將爆破分為3個(gè)區(qū)：

③在實(shí)行政府補(bǔ)助與農(nóng)民自籌掛鉤，多籌多補(bǔ)、先干后補(bǔ)等政策基礎(chǔ)上，加大一事一議、民辦公助、以獎(jiǎng)代補(bǔ)、財(cái)政貼息等扶持政策，降低農(nóng)民自籌資金比例，支持坑塘建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施。

（1）靜態(tài)破碎區(qū)：當(dāng)Qmax＜2kg時(shí)，若采用淺孔爆破，由于最大單段起爆藥量小，＜淺孔單孔單段爆破藥量，基本不具備可操作性。因此此種情況一般采用靜態(tài)破碎法施工。

（2）淺孔爆破區(qū)：Qmax＞2kg，為淺孔弱松動(dòng)控制爆破區(qū)。

（3）局部深孔爆破區(qū)：Qmax＞10kg，為局部深孔弱松動(dòng)控制爆破區(qū)。

根據(jù)表1所示最大單段藥量計(jì)算表，距金馬廣場(chǎng)、北側(cè)商業(yè)樓約20m、距地鐵九號(hào)線約26m、距檢察院辦公樓約23m不具備明爆條件。為最大程度減少靜爆工程量，以節(jié)約工期，實(shí)際施工中將在基坑的東、西、南側(cè)沿基坑靜明爆分區(qū)線開(kāi)挖減振溝，溝深≥4m、溝寬≥3m（保證機(jī)械作業(yè)面），根據(jù)相關(guān)研究和試驗(yàn)結(jié)果，爆破振動(dòng)幅值可減小30%，在最大程度減小最大單段藥量控制和開(kāi)挖減振溝措施落實(shí)情況下，靜爆范圍可大大縮小，根據(jù)爆破振動(dòng)安全距離經(jīng)驗(yàn)公式反算，可計(jì)算出距金馬廣場(chǎng)、北側(cè)商業(yè)樓約14m、距地鐵九號(hào)線約18m、距檢察院辦公樓約16m，距北側(cè)支護(hù)樁、基坑立柱樁3m范圍內(nèi)采用靜爆開(kāi)挖，其它范圍進(jìn)行明爆施工，科學(xué)安排、精細(xì)化施工，并根據(jù)爆破試驗(yàn)和實(shí)時(shí)振動(dòng)測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，可確保安全。

表1　不同距離的允許同段最大裝藥量表

3.1.2爆破個(gè)別飛石的控制距離

本工程現(xiàn)狀基坑開(kāi)挖面在地面地坪以下約13m，爆破區(qū)進(jìn)行加強(qiáng)多層覆蓋防護(hù)，基坑邊四周有6m高立面防護(hù)，首道支撐面增設(shè)柔性覆蓋物，并保證爆破參數(shù)，精細(xì)操作，可保證飛石不會(huì)逸出基坑范圍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性，將警戒距離定為爆破點(diǎn)50m范圍內(nèi)。如圖1所示為爆區(qū)表面覆蓋防護(hù)示意圖。

圖1　爆區(qū)表面覆蓋防護(hù)示意圖

3.2　爆破試驗(yàn)

在進(jìn)行爆破施工前，需先進(jìn)行爆破試驗(yàn)工作，試爆位置選在具有代表性的地段，按照設(shè)計(jì)最大單響藥量的2/3爆破規(guī)模，按不同距離進(jìn)行小當(dāng)量的爆破試驗(yàn)，試爆時(shí)必須進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，取得實(shí)際的爆破振動(dòng)衰減規(guī)律，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果、爆破參數(shù)和距離測(cè)算經(jīng)驗(yàn)公式中的K、α值，再行計(jì)算不同距離的最大單段藥量，以此來(lái)指導(dǎo)后繼的爆破施工。若實(shí)際的爆破邊界距離建筑物太近，通過(guò)爆破方法不能滿(mǎn)足控制振動(dòng)的要求，不能保證建筑物安全。在局部的近距離范圍內(nèi)則需采用非明爆方式進(jìn)行開(kāi)挖。

進(jìn)行爆破試驗(yàn)工作，這對(duì)于后期實(shí)施爆破具有重要的指導(dǎo)意義。爆破試驗(yàn)工作在開(kāi)工后一周內(nèi)完成，地點(diǎn)選在基坑內(nèi)擬選取的靜明爆分界線靠里側(cè)約10m處[2]。

在實(shí)施試驗(yàn)爆破作業(yè)時(shí)，按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行控制爆破參數(shù)，詳細(xì)記錄爆破裝藥量、鉆孔深度、雷管段位，計(jì)算最大單段藥量，以及爆破作業(yè)中心點(diǎn)離保護(hù)物振動(dòng)測(cè)試點(diǎn)距離，爆破結(jié)束后，收集測(cè)振公司的振動(dòng)測(cè)試記錄，分析各點(diǎn)的爆破振速，振動(dòng)波形，反算出振動(dòng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式V=K（Q1/3/R）α中的α、K值。經(jīng)過(guò)多次爆破試驗(yàn)參數(shù)分析，綜合整理得出可行的爆破參數(shù)，以及控制范圍，以指導(dǎo)后期爆破施工。如表2所示為爆區(qū)不同巖性的K、α值與巖性的關(guān)系。

表2　爆區(qū)不同巖性的K、α值與巖性的關(guān)系

本項(xiàng)目 K=120，α=1.5。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，城脈中心基坑工程明爆施工經(jīng)過(guò)近6個(gè)月的精心設(shè)計(jì)與施工，目前已安全順利完工。有效爆破天數(shù)為110d，總起爆次數(shù)約為600次，根據(jù)振速監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，地鐵九號(hào)線每次爆破振速均＜12mm/s，周邊建筑物振速均＜15mm/s，本基坑采用的技術(shù)方案達(dá)到了預(yù)期效果。

[1]詹 楊.地鐵工程深基坑基巖爆破試爆施工技術(shù)[J].廣東土木與建筑，2015（07）：59～60+27.

[2]周楠楠，王海亮.深基坑開(kāi)挖鉆爆施工技術(shù)[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2014（05）：71～73+24.