復(fù)雜環(huán)境下地鐵暗挖隧道爆破技術(shù)

肖振偉

北京住總第一開發(fā)建設(shè)有限公司 北京 100029

隨著地鐵施工各工藝的發(fā)展，更多施工理念被應(yīng)用其中，施工期間更多精細(xì)化技術(shù)不斷應(yīng)用。然而，地鐵隧道爆破期間，面臨的環(huán)境問(wèn)題、地質(zhì)變化等相對(duì)復(fù)雜，需要對(duì)爆破產(chǎn)生的有害影響全面控制，因此，對(duì)于爆破施工要求更高。需要相關(guān)人員按照具體項(xiàng)目特點(diǎn)，合理確認(rèn)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為同類項(xiàng)目爆破施工順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為某城市地鐵隧道暗挖施工項(xiàng)目，線路出車站后，左右線間距拉大后沿步行街兩側(cè)道路下敷設(shè)，線路往南接近路口處，線路間距再縮小，進(jìn)入下一個(gè)車站。隧道長(zhǎng)1174.791m。區(qū)間全隧為礦山法雙洞單線結(jié)構(gòu)，線間距為14m-78m-17m，隧道拱頂埋深10.7-26.7m；隧道中部設(shè)置2處聯(lián)絡(luò)通道，其中一處結(jié)合區(qū)間施工豎井及橫通道設(shè)置。區(qū)間左右線之間為3-4層建筑（部分建筑地下一層），區(qū)間線路外側(cè)為住宅小區(qū)、學(xué)校和社區(qū)醫(yī)院等，區(qū)間隧道與建構(gòu)筑物水平距離8-9m，線路在區(qū)間南端及北端受曲線條件限制，需要下步行街4層建筑，豎向最小凈距11m[1]。

2 項(xiàng)目施工難點(diǎn)分析

隧道下穿4棟4層商業(yè)建筑（南北端各兩棟）、側(cè)穿步行街3-4層建筑，且步行街兩側(cè)道路下方有雨水、污水、上水、電信、電力、燃?xì)獾裙芫€，因此，需要先和甲方及步行街相關(guān)單位進(jìn)行協(xié)調(diào)與溝通，在爆破期間，需臨時(shí)封閉道路，待爆破完成后，再放通道路。與此同時(shí)，還應(yīng)針對(duì)整體作業(yè)面打探測(cè)孔，深度20m，將高壓水向探測(cè)孔當(dāng)中注入，同時(shí)，對(duì)于爆破巖層展開反復(fù)清洗，進(jìn)行注漿。當(dāng)巖層穩(wěn)定之后，使用短進(jìn)出方式爆破，單次爆破開展之前以及結(jié)束之后，需要對(duì)作業(yè)面的氣體展開全面監(jiān)測(cè)。

3 復(fù)雜環(huán)境下地鐵暗挖隧道爆破技術(shù)應(yīng)用

3.1 確認(rèn)開挖方法

按照該項(xiàng)目施工地質(zhì)情況，由于大部分圍巖等級(jí)為Ⅴ和Ⅵ級(jí)，所以，針對(duì)Ⅵ級(jí)圍巖利用機(jī)械開挖施工方式，配合人工開挖；針對(duì)Ⅴ類圍巖，可按照穿越區(qū)域?qū)嶋H特點(diǎn)，針對(duì)下穿、側(cè)穿建筑水平距離限制，需要針對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖，借助上下臺(tái)階方法，完成掘進(jìn)爆破。在爆破施工階段，應(yīng)該遵循如下原則，第一，嚴(yán)格預(yù)防超前挖掘問(wèn)題，第二，嚴(yán)格控制注漿流程；第三，根據(jù)短進(jìn)尺原則施工，第四，采取弱爆破工藝，第五，爆破的同時(shí)做好支護(hù)工作，第六，及時(shí)測(cè)量爆破產(chǎn)生的擾動(dòng)問(wèn)題；第七，采取提早封閉這一原則。爆破階段，利用光面爆破，控制爆破對(duì)于圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)，并且嚴(yán)格控制隧道的超挖以及欠挖等工序。利用型號(hào)YT-28型號(hào)風(fēng)鉆，保證鉆頭的直徑Φ 40mm，使用Φ 32mm鋼管樁乳化炸藥。

3.2 合理設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)地質(zhì)圍巖等級(jí)，將施工過(guò)程的循環(huán)進(jìn)尺的尺寸控制為0.5-0.7m間，并按照0.5m展開設(shè)計(jì)，對(duì)于鉆孔深度合理控制，為0.7m，并將掏槽眼的鉆孔控制為0.8m，保證輔助眼以及周邊眼的深度超出10cm。對(duì)于裝藥量合理計(jì)算，確認(rèn)平均單耗量為0.6kg/m3，每次進(jìn)尺為0.5m，裝藥參數(shù)具體布置如下，針對(duì)上臺(tái)階，設(shè)計(jì)掏槽眼數(shù)量6個(gè)，輔助眼的數(shù)量29個(gè)，周邊眼的數(shù)量19個(gè)，底板眼的數(shù)量為14個(gè)；在下臺(tái)階設(shè)置輔助眼的數(shù)量26個(gè)，周邊眼的數(shù)量10個(gè)，底板眼的數(shù)量為11個(gè)，共計(jì)設(shè)計(jì)6個(gè)排孔，輔助眼55個(gè)，周邊眼29個(gè)，底板眼25個(gè)。在炮孔的深度方面，掏槽眼的深度為0.8m，輔助眼的深度為0.5m，周邊眼的深度0.5m，底板眼的深度0.5m。單孔掏槽眼的裝藥量200g，輔助眼中裝藥量為100g，周邊眼的裝藥量100g，底板眼的裝藥量150g。按照上述參數(shù)，所有孔掏槽眼使用藥量1.2kg，輔助眼中裝藥量為5.5kg，周邊眼的裝藥量1.0kg，底板眼的裝藥量3.75kg。

3.3 控制有害效應(yīng)

隧道爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)主要有粉塵、沖擊波、振動(dòng)和有機(jī)氣體等。由于暗挖隧道的環(huán)境復(fù)雜，所以在振動(dòng)預(yù)警值方面，設(shè)置1.5cm/s，應(yīng)保證爆破期間周圍建筑的作業(yè)安全，需要將建筑承受最高安全振動(dòng)速度考慮其中，對(duì)于最高安全裝藥量進(jìn)行確認(rèn)，利用薩式公式，其中，K取值200，α 取值1.7，按照起爆距離，完成進(jìn)行最大齊爆藥量的計(jì)算。此外，為控制爆破產(chǎn)生的有害氣體，需要選擇性能良好的炸藥，爆破結(jié)束以后，利用噴淋設(shè)備灑水，驅(qū)散氮氧化物，設(shè)置排風(fēng)裝置，增設(shè)過(guò)濾裝置，將有毒氣體向空氣外排放[2]。

3.4 完善起爆網(wǎng)絡(luò)

使用上下臺(tái)階的起爆方式，應(yīng)該先將起爆主線向臺(tái)階下方傳遞，之后起爆。按照起爆主線，傳遞起爆信號(hào)，經(jīng)過(guò)2次信號(hào)傳遞，控制爆破產(chǎn)生的振動(dòng)，達(dá)到微差起爆。隧道起爆網(wǎng)絡(luò)為簇聯(lián)式，將上臺(tái)階位置雷管劃分為三組，之后以雙雷管進(jìn)行綁扎，匯總雷管腳線，延期以后向主線連接。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，通過(guò)上文對(duì)于地鐵隧道施工過(guò)程爆破技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，利用相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)施工方案全面設(shè)計(jì)，合理規(guī)范鉆孔施工和裝藥量，對(duì)于爆破結(jié)果展開分析，并對(duì)爆破參數(shù)全面調(diào)整，確保施工進(jìn)度以及安全前提之下，順利完成爆破作業(yè)，提高地鐵隧道的施工質(zhì)量。