韓臻 朱林

摘 要：文章以廣州軌道交通4號線軌道爆破控制為例，對軌道交通隧道施工中爆破控制技術(shù)實(shí)施進(jìn)行分析，并對其爆破控制技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測，從而保證了爆破施工的安全進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：軌道交通 隧道施工 爆破控制

在軌道交通隧道施工中應(yīng)用爆破控制技術(shù)，不僅可促使每一個(gè)炮孔具備側(cè)向自由面及延遲起爆時(shí)間，提高工程質(zhì)量，而且可以對爆破藥量及炮眼間距離進(jìn)行控制，降低工程安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過對單次爆破量的控制，可最大限度提高炸藥利用效率，提高工程效益。因此，對軌道交通隧道施工中爆破控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的作用。

1.爆破控制技術(shù)概述

爆破控制技術(shù)主要是采用分埋深段的方式，在各段實(shí)施不同的爆破控制方式，最大限度降低爆破影響，保證施工進(jìn)度及成本。一般對于埋深15.0m以下的隧道施工，主要采用臺階法。臺階法單孔起爆控制的方式，可以最大限度降低爆破施工對周邊環(huán)境的干擾。

2.爆破控制技術(shù)在軌道交通隧道施工中的應(yīng)用

2.1工程概況

廣州軌道交通4號線土建工程正線線路長2338.0m，主要包括一站兩區(qū)東出入場、西出入場兩線。東西出入場線線路長度分別為261.90m、1250.0m。其中在廣州軌道交通4號線金州站、金隆站區(qū)間，由于地質(zhì)因素，需要進(jìn)行一段暗挖雙洞單線隧道挖設(shè)，該單線隧道長度為300.0m。根據(jù)地質(zhì)勘察內(nèi)容，得出實(shí)際施工中常規(guī)開挖技術(shù)無法保證施工質(zhì)量，現(xiàn)決定采用爆破技術(shù)進(jìn)行隧道開挖。

2.2爆破控制方案設(shè)計(jì)

（1）爆破區(qū)域環(huán)境分析。該隧道工程爆破區(qū)域主要集中在施工豎井西部DK24+143.65-DK24+443.65段，隧道頂部沒有建筑；DK24+463.65位置距離隧道23m位置具有一建于20世紀(jì)90年代的磚砌民房。同時(shí)在DK24+600-DK24+800段隧道頂部具有若干座3層民房；DK24+780附近隧道頂部具有2棟建于20世紀(jì)80年代的儀器廠，均為天然淺基礎(chǔ)磚混結(jié)構(gòu)。本次爆破實(shí)驗(yàn)位于DK24+460位置，隧道穿越地層為中風(fēng)化砂巖，隧道埋深為18m。

（2）爆破控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。依據(jù)國際規(guī)范《爆破安全規(guī)程》（GB 6722-2014）關(guān)于爆破對不同類型建筑構(gòu)造物振動(dòng)影響的相關(guān)內(nèi)容，確定該隧道爆破施工模式下，普通磚砌方安全質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為2.8cm/s?？紤]到爆破區(qū)域內(nèi)多處建筑建于上世紀(jì)末，為避免原有建筑失穩(wěn)，可設(shè)置局部地段控制標(biāo)準(zhǔn)為：普通磚砌房質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度應(yīng)<1.45cm/s。

（3）炮孔設(shè)計(jì)及施工。在炮孔設(shè)計(jì)與布置過程中，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)掏槽眼→周邊眼→后底板眼→內(nèi)圈眼→二臺眼→掘進(jìn)眼的順序，進(jìn)行合理布置。同時(shí)控制各炮孔間距離。如控制內(nèi)圈眼間距為周邊眼間距的1.5倍等，保證控制效果。

為最大限度控制爆破對周邊建筑物振動(dòng)影響，本次隧道采用上下臺階法進(jìn)行開挖，結(jié)合現(xiàn)場施工勘測數(shù)據(jù)，擬采用輕質(zhì)氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔，炮孔直徑為41.0mm。結(jié)合以往爆破施工經(jīng)驗(yàn)，周邊孔最小抵抗線光面爆破層厚度應(yīng)為周邊孔間距的1.2倍左右，即0.45m；在鉆孔施工階段，孔口距設(shè)計(jì)輪廓線為0.15m；掏槽眼孔間距取500mm。同時(shí)為保證爆破后開挖深度均一，擬設(shè)置掏槽眼深度深于其他炮孔0.3m；后底板炮孔取900mm，排距取800mm，爆破設(shè)計(jì)每循環(huán)進(jìn)尺1.8m設(shè)置一個(gè)炮孔。具體炮孔設(shè)計(jì)方案見表1。

2.3爆破控制方案實(shí)施

（1）在爆破材料選擇階段，施工人員可根據(jù)各爆孔面層性質(zhì)差異，選擇不同類型的炸藥。如在軟巖光面掏槽眼、掘進(jìn)眼爆破炸藥選擇時(shí)，需選擇乳化炸藥；而在后底板眼、內(nèi)圈眼及周邊眼爆破炸藥選擇階段，則需要選擇綜合性能較佳的光爆炸藥。

（2）在具體施工階段，施工人員可以橫通道為入手點(diǎn)，逐步向正洞掘進(jìn)。即在進(jìn)入正洞前期，施工人員需以一定角度向上、外部逐步擴(kuò)展，直至挖掘至斷面尺寸。而在進(jìn)入正洞后，施工人員可將開挖面劃分為上、下兩個(gè)臺階。其中上臺階為3個(gè)分部，下臺階為兩個(gè)分部。

在具體施工階段，施工人員可綜合利用中隔壁法+臨時(shí)支護(hù)方式，進(jìn)行斷面開挖。在上斷面施工完畢后，為保證施工效果，施工人員可在開挖斷面進(jìn)行中壁臨時(shí)支護(hù)作業(yè)。即以17.5×17.5cm為標(biāo)準(zhǔn)，采用厚18cmC20網(wǎng)噴混凝土，進(jìn)行1.72m格柵鋼架的制作。同時(shí)依據(jù)無臨空導(dǎo)坑的方式進(jìn)行上下臺階逐層掏槽爆破。其中在第一次爆破施工階段，地下管線爆破量程為0-2V，靈敏度為0.312，最大值為0.945cm/s，時(shí)間為0.072s，最大加速度為0.212m/s2，最大位移為0.153mm；而在第二次爆破施工階段，地下管線爆破量程為0-2V，靈敏度為0.312，最大值為0.066cm/s，時(shí)間為0.095s，最大加速度為0.232m/ s2，最大位移為0.353mm；在第三次爆破時(shí)，地下管線爆破量程為0.1V，靈敏度為0.312，最大值為0.122cm/ s，時(shí)間為0.265s，最大加速度為0.131m/s2，最大位移為0.359mm。

在施工過程中，為避免已制作中壁臨時(shí)支護(hù)損壞，施工人員可采用預(yù)留光爆層光面爆破的方式，在爆掏槽眼之后，逐次起爆周邊眼、后底板眼、內(nèi)圈眼及二臺眼。本次工程預(yù)留光爆眼直徑為48mm，孔深為87cm，孔間距為28cm，層厚為38cm，周邊孔密集系數(shù)為0.74，線裝藥密度為0.23kg/ m，鉆孔外插角為7°，可保證眼口、開挖輪廓線間距離在1023cm以上，保證眼底與開挖輪廓線持平。

（3）在預(yù)留光爆層設(shè)計(jì)完畢后，施工人員可利用非電導(dǎo)爆管系統(tǒng)根據(jù)不同起爆級別進(jìn)行依次起爆。一般1、3、5、7、9、11、13、18幾個(gè)級別爆孔起爆時(shí)間間隔應(yīng)在55ms以上。

3.軌道交通隧道施工中的爆破控制效果監(jiān)測

3.1軌道交通隧道施工中爆破控制監(jiān)測

依據(jù)振動(dòng)速度理論，結(jié)合《爆破安全規(guī)程》（GB 6722-2014）的相關(guān)內(nèi)容，爆破控制技術(shù)實(shí)施效果主要以爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為控制標(biāo)準(zhǔn)，爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度計(jì)算公式為：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度=（最大一段用藥量1/3/爆破源中心至振動(dòng)速度控制點(diǎn)距離）爆破振動(dòng)衰減指數(shù)。

若設(shè)定本工程爆破振動(dòng)衰減指數(shù)為1.66，最大一段用藥量為990kg，爆炸源中心至振動(dòng)速度控制點(diǎn)距離為23m。代入質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度計(jì)算公式，可得出該軌道交通隧道工程爆破控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為2.25cm/s。與《爆破安全規(guī)程》（GB 6722-2014）相符。據(jù)此，施工人員可對后續(xù)爆破施工效果進(jìn)行檢測。針對軌道交通隧道開挖施工情況，由于施工區(qū)域內(nèi)距離建筑最近距離為23m。因此，施工人員可以爆破周邊23m位置磚砌民房為監(jiān)測要點(diǎn)，設(shè)置兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。隨后利用DSVM-5C型振動(dòng)測試儀，對爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度進(jìn)行檢測。

3.2軌道交通隧道施工中爆破控制監(jiān)測效果分析

軌道交通隧道施工中爆破控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度監(jiān)測值見表2。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)，可得出通過爆破控制技術(shù)應(yīng)用，可控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在1.54cm/s以下。整體質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度峰值均在低段位，最大限度降低了巖石夾制作用，具有良好的抗震效果。同時(shí)后期隧道開挖輪廓基本圓順，隧道開挖面平整度較高。

4.結(jié)束語

綜上所述，采用爆炸控制技術(shù)，可控制軌道交通隧道周邊超欠挖距離在10.0cm以內(nèi)，地表測得最大質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在1.54cm/s以下，保證了隧道開挖輪廓完整性及支護(hù)效果，確保爆破施工安全進(jìn)行。

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