王有權(quán)

（中鐵三局集團(tuán)有限公司，遼寧 大連 116000）

大連地鐵紅旗西路站至南松路站區(qū)間是地鐵2號(hào)線的控制性工程。紅南區(qū)間設(shè)計(jì)范圍包括區(qū)間正線、出入段線、施工豎井、通風(fēng)豎井、聯(lián)絡(luò)通道、迂回風(fēng)道等土建工程，左線全長(zhǎng)2 164.076 m，右線全長(zhǎng)2 157.649 m。其中，區(qū)間穿越福山居民房段隧道（紅旗西路站一端）采用單臂掘進(jìn)機(jī)開挖，左右線各190 m，其余區(qū)段均采用礦山法施工。為避免擾民事件的發(fā)生，大連地鐵指揮部要求穿越樓房段上臺(tái)階采用掘進(jìn)機(jī)開挖，下臺(tái)階采用無感爆破施工。嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)，不追求爆破效果，把安全與擾民問題放在首位。本文以此為例，對(duì)無感爆破在地鐵隧道施工中的應(yīng)用作以簡(jiǎn)要論述。

1 無感爆破定義

根據(jù)爆破地震烈度表（5.3），當(dāng)?shù)卣鹆叶葘儆贗級(jí)，爆破振速≤0.2 cm/s時(shí)，只有儀器才能記錄到振動(dòng)，而人是感覺不到的，故稱為無感爆破。

2 無感爆破設(shè)計(jì)

穿越樓房段隧道斷面為近似半徑3.35的圓，無感爆破施工下臺(tái)階高度為2.3 m，開挖面積為10.76 m2。

由于無感爆破的振速要求小于等于0.2 cm/s，而爆破最大振速?zèng)Q定于最大單段藥量。無感爆破設(shè)計(jì)的核心理念為采取分區(qū)分段的爆破方法做到單孔起爆，即最大單段藥量就是單孔裝藥量。利用薩道夫斯基公式計(jì)算爆破最大一段裝藥量。

（1）爆源與需要保護(hù)的建筑物之間的距離 R是已知的，可以用薩道夫斯基公式，求算掏槽部分延時(shí)爆破最大一段裝藥量：

式中，R：爆源與需要保護(hù)的建筑物之間的距離R，取22.347 m；

Q：延時(shí)爆破最大一段裝藥量；

V：保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)安全允許速度，本設(shè)計(jì)取 0.20 cm/s；

K、α：與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，《爆破安全規(guī)程》GB6722－2003規(guī)定選取下表，本次檢算時(shí)圍巖為IV級(jí)圍巖，主要為中風(fēng)化板巖夾石英巖，考慮K取200，α取1.8?？紤]到已有兩個(gè)臨空面，爆破振動(dòng)有50%的衰減系數(shù)，所以K可以進(jìn)一步取100。

表1

經(jīng)過計(jì)算下臺(tái)階掏槽部分最大一段裝藥量為0.35 kg。

（2）下臺(tái)階主要爆破參數(shù)：（每循環(huán)進(jìn)尺為1.0 m）

周邊眼：炮眼深度為1.2 m，間距58 cm，單耗q＝0.30 kg/孔；

輔助眼：炮眼深度為1.2 m，孔距75 cm，排距55 cm，單耗q＝0.30 kg/孔。

（3）炮孔布置：按上述參數(shù)，進(jìn)行炮孔布置，針對(duì)下臺(tái)階炮孔布置見圖1。

圖1

（4）每孔配置Ms雷管段別見圖2，圖中的阿拉伯?dāng)?shù)字代表Ms的段別數(shù)。

圖2

（5）爆孔分區(qū)圖，為很好的實(shí)現(xiàn)單孔起爆，并充分利用現(xiàn)有的Ms3～Ms13奇數(shù)段別雷管，需要分區(qū)，見圖3。

圖3

（6）起爆網(wǎng)絡(luò)，為很好的實(shí)現(xiàn)單孔起爆，利用現(xiàn)有的Ms3～Ms13奇數(shù)段別雷管，連接起爆網(wǎng)絡(luò)見圖4。

（7）起爆延時(shí)圖及其起爆順序圖，見圖5。

（8）炮眼參數(shù)表，見表2。

（9）裝藥結(jié)構(gòu)。周邊眼與輔助眼均采用連續(xù)裝藥，封堵0.8 m。

3 無感爆破施工

建立完善爆破安全管理運(yùn)行機(jī)制和管理程序，確保有效運(yùn)行。爆破施工時(shí)實(shí)行定人定崗制度，從布眼、鉆孔、裝藥到爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接層層把關(guān)，全過程監(jiān)控，嚴(yán)格按照無感爆破方案施工。

無感爆破施工工藝流程，見圖6。

3.1 測(cè)量放線

施工前由測(cè)量人員在掌子面畫開挖輪廓線，并按照炮眼布置圖把炮孔位置用紅漆標(biāo)識(shí)清楚。

3.2 打設(shè)炮眼

采用鉆頭直徑為38 mm的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，所有炮孔直徑都以40 mm計(jì)。炮眼深度為1.2 m，打設(shè)位置及間距符合要求。

3.3 裝藥與填塞

采用直徑為32 mm的2號(hào)巖石乳化炸藥連續(xù)裝藥，每孔裝藥0.3 kg。炮泥封堵長(zhǎng)度為0.8 m。

3.4 聯(lián)接起爆網(wǎng)絡(luò)

按照起爆網(wǎng)絡(luò)圖，利用Ms3～Ms13奇數(shù)段別雷管聯(lián)接，并在孔外采用3段和5段雷管分區(qū)分段聯(lián)接，達(dá)到一個(gè)孔一個(gè)孔起爆的目的。

3.5 起爆

爆破時(shí)實(shí)行統(tǒng)一指揮。起爆前一切準(zhǔn)備工作就緒后發(fā)出預(yù)備起爆信號(hào)，所有作業(yè)人員撤至爆破飛石安全距離以外。

爆破員接到起爆命令后，發(fā)出起爆警號(hào)，至少再等待5 s方可起爆。

起爆后指揮員派爆破員到現(xiàn)場(chǎng)檢查爆破情況，確認(rèn)完全準(zhǔn)爆后，由指揮員發(fā)出解除警戒信號(hào)，警戒人員撤回，恢復(fù)正常工作次序。

3.6 振速監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目部監(jiān)測(cè)人員提前半小時(shí)通知第三方監(jiān)測(cè)單位和爆破監(jiān)測(cè)單位的監(jiān)測(cè)人員到位，安放爆破監(jiān)測(cè)儀器于掌子面正上方的建筑物附近（一般不少于3臺(tái)測(cè)振儀）。爆破后半小時(shí)，監(jiān)測(cè)人員將爆破監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及測(cè)點(diǎn)布放位置從網(wǎng)上傳到爆破工程師的郵箱里。爆破工程師查看爆破振速是否滿足無感爆破的要求（≤0.2 cm/s），若超出無感振速的要求則分析原因并決定是否需要調(diào)整無感爆破設(shè)計(jì)參數(shù)。

表2 下臺(tái)階炮眼參數(shù)表

圖4

圖5

圖6 無感爆破施工工藝流程

4 注意事項(xiàng)

（1）加強(qiáng)爆破管理，嚴(yán)格按照大連市火工品管理制度執(zhí)行。

（2）加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)與指導(dǎo)。爆破工程師檢查一炮一交底，并根據(jù)檢測(cè)的爆破振動(dòng)速度反饋施工，及時(shí)優(yōu)化和調(diào)整爆破參數(shù)，確保爆破振動(dòng)速度控制在允許值內(nèi)。

（3）控制炮眼打設(shè)的外插角在1～3°之內(nèi)以便控制超欠挖。裝藥前將炮孔內(nèi)的石屑、雜物用水沖凈。

（4）無感爆破振動(dòng)速度要求為0.2 cm/s。而爆破最大振速?zèng)Q定于最大單段裝藥量，因此必須嚴(yán)格控制最大段裝藥量，嚴(yán)防工人為取得較大的爆破進(jìn)尺而私自加大裝藥量。裝藥時(shí)用木質(zhì)炮棍將藥卷輕輕推入，不得沖撞或搗實(shí)，各藥卷必須彼此密接。

（5）必須嚴(yán)格執(zhí)行分區(qū)分段爆破，每個(gè)區(qū)段分別由不同段別的雷管連接，達(dá)到單孔起爆的要求，降低爆破振速至無感狀態(tài)。

（6）加強(qiáng)堵塞質(zhì)量，提高炸藥利用率。使用具有高阻力和良好塑性的濕潤(rùn)黏土炮泥將剩余炮孔長(zhǎng)度全部封閉。這種黏土炮泥遇水膨脹，封堵效果良好，能充分破碎巖石，減少裝藥量，降低爆破振動(dòng)速度，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，縮小圍巖松動(dòng)圈，提高施工安全性。

（7）孔外雷管一定要埋入渣土中，嚴(yán)禁臨空放炮，減少爆破噪聲。

（8）在距離爆破掌子面一定距離，采用草簾或者門簾掛在洞內(nèi)，阻擋沖擊波，降低噪聲，或者在門簾位置安裝噴射水槍，兩道水霧交叉噴射，也可降低噪聲。

5 結(jié)束語

總之，無感爆破施工改變了傳統(tǒng)礦山法爆破施工方式，采用分區(qū)分段的方式實(shí)現(xiàn)了單孔起爆，從而降低了爆破振動(dòng)速度，避免了傳統(tǒng)礦山法爆破施工時(shí)對(duì)地面建筑物的變形影響和周邊居民的干擾。對(duì)類似工況（穿越建筑物和大型構(gòu)筑物）有一定的借鑒意義。