淺析盾構孤石爆破施工技術

宋唯 劉濤

摘 要：結合廈門地鐵1號線工程實例，介紹孤石的形成、特點及對盾構施工產(chǎn)生的難點及風險，通過施工總結相關處理經(jīng)驗，供類似工程開展提供合理技術支持與參考

關鍵詞：孤石；探測；爆破；注漿

1 工程簡述

廈門地鐵一號線呂厝站～蓮坂站位于廈門島內，地層復雜著有”地質博物館”之稱，該段盾構區(qū)間總長1.5km，通過加密補勘后盾構穿越密集的孤石區(qū)約占整個區(qū)間1/5。盾構穿越地層主要以殘積砂質黏性土、散體狀強風化花崗巖、微風化花崗巖、全風化花崗巖，局部孤石。孤石存在風化殘疾土層里或巖層裂隙交界面，在垂直風化剖面上具有“上多下少、上小下大”的特點，其強度140mpa～160mpa.

2 盾構施工穿越孤石區(qū)的難點及風險

刀具磨損嚴重、刀座變形、更換困難。

刀盤磨耗導致刀盤強度和剛度降低，刀盤變形。

刀盤受力不均勻導致主軸承受損或主軸承密封被破壞、刀盤堵塞、盾構負載加大。

刀盤推向隧道側面的大漂石甚至導致盾構轉向，易偏離隧道軸線。

3 盾構孤石爆破施工技術

3.1 孤石探測

孤石探測分為出現(xiàn)可能性最大、很大、較大及一般等四個區(qū)域，其劃分的方法采用地質分析法、工程調查法和物探方法，再結合鉆孔進行驗證，優(yōu)化探孔布置方案。

根據(jù)上述原則確定各區(qū)間存在孤石的幾率分為：可能性最大、很大、較大及一般等四個區(qū)域

3.1.1 孤石出現(xiàn)可能性最大區(qū)域探測鉆孔布置

沿盾構線路平面位置，梅花形布置鉆探孔，距盾構開挖平面邊緣1.5米處縱向兩排鉆探孔，每排鉆探孔沿線路縱向間距2米，鉆孔到盾構管片底部。如圖1所示。

3.1.2 孤石出現(xiàn)可能性很大的區(qū)域探測鉆孔布置

沿盾構線路平面位置，梅花形布置鉆探孔，距盾構開挖平面邊緣1.5米處沿縱向兩排鉆探孔，每排鉆探孔線路縱向間距2.5米，鉆孔到盾構管片底部。如圖2所示。

3.1.3 孤石出現(xiàn)可能性較大的區(qū)域探測鉆孔布置

沿盾構線路平面位置，梅花形布置鉆探孔，距盾構開挖平面邊緣1.5米處沿縱向兩排鉆探孔，每排鉆探孔線路縱向間距3.0米，鉆孔到盾構管片底部。如圖3所示。

3.1.4 孤石出現(xiàn)可能性一般區(qū)域探測鉆孔布置

沿盾構線路平面位置，沿線路中線布置一排鉆探孔，每排鉆探孔線路縱向間距5.0米，鉆孔到盾構管片底部。

3.2 孤石處理措施

3.2.1 材料孔眼選擇

雷管選用瞬發(fā)電雷管和導爆管雷管，起爆器采用MFB-200型號。炸藥選用防水乳化炸藥，采用Φ75mmPVC管護孔，Φ50mmPVC管進行裝藥。炸藥段與PVC管之間的空隙用米石進行填充

3.2.2 爆破布孔

孤石爆破點盡量利用探測地質鉆孔，通過多次爆破實驗分析總結，炮孔孔距a=0.8m、排距b=0.5m，共3排炮孔，炮孔深度超出盾構開挖邊線1.0m；裝藥深度隨石頭大小而定。

3.2.3 爆破相關參數(shù)

R≤1.0米，設爆破孔1個，炸藥單耗：5Kg/立方米

1.0

2.0

3.0

R>5.0米，設爆破孔8個以上，裝藥量按4.2Kg/立方米

3.3 爆破效果檢驗

爆破結束后，應立即組織地質鉆機在試驗區(qū)域進行取孔，巖芯取出后對芯樣裂度進行分析、判斷，取出巖芯裂度較好（均小于30cm），滿足盾構施工要求。

3.4 爆破注漿加固

在鉆孔至設計孔深后下袖閥管，進行注漿加固，加固區(qū)域為隧道以上3米，左右各1米，注漿深度應爆破深度確定。

注漿加固主要考慮兩個方面：一是由于鉆孔非常密集，鉆進過程中，地層中的殘積土層遇水極易崩解，從而造成上部土體失穩(wěn)，故需要對隧道上部土層進行注漿加固；二是由于此孤石處理效果確定性較差， 盾構機能否將處理后的孤石破碎并順利通過是個未知數(shù)，對該處區(qū)域地層進行加固使其具有開倉的條件，滿足土倉內對孤石進人工破碎處理。

4 結語

通過上述孤石處理，在盾構施工中取得較好的效果。建議有條件情況下采用“地面鉆孔定點爆破為主、洞內處理為輔”的孤石處理方案，同時在施工過程中采取加強沿線地質預測判斷、加強盾構機巡檢和強制保養(yǎng)、改善碴土性狀提高其流動性和止水性、勤檢查更換刀具等措施，為處理孤石提供了保障。同時，加強地面監(jiān)測，及時跟蹤地面沉降情況，確保了施工期間沿線建筑物的安全.