孙智锋 石 振 王 竺

中建五局土木工程有限公司 湖南 长沙 410004

1 工程概况

长沙地铁4号线望月湖站为岛式地下3层明挖车站，两端接盾构区间，盾构过站。车站外包全长142.5 m，标准段外包总宽21.9 m，车站施工时基坑深约29.6 m。

围护结构采用厚“800 mm的吊脚连续墙＋4道内支撑”的方案。第1道支撑采用混凝土支撑，其规格为700 mm×900 mm；车站第2～4道支撑采用钢支撑，规格为φ800 mm，壁厚t=16 mm。吊脚墙底部采用预应力钢绞线锁脚。基坑下部采用喷锚构筑法施工，锚喷段采用“厚150 mm的C25喷射混凝土＋φ8 mm@150 mm×150 mm钢筋网＋φ25 mm@ 1.5 m×1.5 m砂浆锚杆”的支护措施。

望月湖站位于湘江西侧280 m，地势低于湘江水位，且地下水位高，地层条件复杂，地下连续墙深度达到32 m，需穿越较厚的圆砾、卵石层，基底微风化板岩层厚达到14 m，平均天然抗压强度56 MPa。

根据现场调查，车站北侧为望月湖小学内建筑，3层，浅基础，距车站边线19.25 m；基坑东西两侧为6～7层民宅，砖混结构，天然基础，其中东侧某民宅离主体基坑仅5.72 m，西侧民宅主要离车站附属基坑较近，距离多在10 m左右；车站南侧为月宫街与望月湖路交叉路口，路口对面为2～6层民房及商铺，砖混结构，浅基础，与基坑最近距离15 m。

2 浅孔控制爆破参数设计

2.1 爆破器材选择

1）炸药。采用小台阶浅孔爆破，YT-28手持式凿岩机钻孔，炮眼直径为40 mm，考虑到炮孔可能有水的情况，故选用φ32 mm乳化炸药。

2）雷管。施工现场电线较多，为确保爆破安全，防止杂散电流、感应电、射频电对起爆网路的不良影响，选用毫秒延期导爆管雷管，高能起爆器和击发针起爆[1]。

2.2 爆破参数

A区台阶高度为3 m（基坑中间区域），B区台阶高度为0.8 m（东南角靠近民宅附近区域）。

开挖爆破台阶：沿基坑横断面开挖形成爆破小台阶，创造侧向自由面。爆破工作面台阶高度按基坑位置分别设为3.0 m和0.8 m，每次爆破长度为3.6 m。

爆破进场施工时，应该进行试爆并进行爆破振动监测，依据试爆结果，为保证安全，随时调整爆破技术参数。爆破开挖过程中，根据岩石性质的变化、爆破效果、爆破安全情况进行调整和优化。

2.3 炮孔布置

根据以上爆破参数计算，基坑石方爆破台阶高度为3 m，布置3排垂直炮孔，孔距1.4 m、排距1.2 m，炮孔呈梅花形布置，炮眼深3.3 m。

2.4 装药结构

采用连续装药结构，在高3 m台阶处，装药长度为1.8 m，填塞长度为1.5 m；在高0.8 m台阶处，装药长度为0.22 m，填塞长度为0.58 m。

2.5 炮孔填塞

在高0.8 m台阶处，填塞长度不得小于0.5 m；在高3 m台阶处，填塞长度不得小于1.3 m。

2.6 起爆网络设计

1）起爆方式。因爆破区域环境复杂，有的爆破位置距离建筑物很近，为确保建筑物的安全，设置起爆网络时，必须根据爆破点到建筑物的距离、建筑物的结构、爆区与建筑物间地质条件、建筑物允许最大振动速度等因素，确定单段最大起爆药量。据此确定多段微差起爆网络的段数和段间延期时间。

2）分段微差起爆形式。因爆破分段较多，导爆管雷管的段别有限，段间延期时差不均衡，个别段间延期时差过大，且精度小，误差大。因此，采用孔外延时分段微差起爆形式。

3）选用雷管段别及延期时间。孔内起爆雷管选用毫秒12段导爆管雷管，延期时间为550 ms；孔间传爆雷管选用毫秒3段导爆管雷管，延期时间为50 ms；排间选用毫秒4段导爆管雷管，延期时间为75 ms。

4）起爆网络。布置3排炮孔时，应合理地进行逐孔起爆线路的连接（图1）。

图1 排炮孔逐孔起爆网络连接示意

2.7 关键位置爆破

在吊脚连续墙的上部、吊脚连续墙墙底以下部位，以及基底抗滑桩部位等关键部位，爆破方式是：

1）新浇混凝土在初凝前，不实施爆破作业，并且在混凝土中间掺加早强剂，等混凝土达到凝固时间3～7 d后方可进行爆破，改用更小的台阶爆破参数（0.8 m），选取最小的振动速度2.0 cm/s进行安全校核。

2）在关键部位周边预留厚3 m保护层，用人工开挖。

3）预留保护层内地下连续墙侧布置适量减振孔，在吊脚连续墙墙脚及以下部位可设置减振沟。

3 爆破施工工序

3.1 钻孔

用YT28凿岩机进行钻孔，每个钻机应有2名钻机手配合操作。钻孔时，炮口数量、孔距、孔深、角度必须符合要求，钻孔后吹出炮孔内石屑，炮孔口部用一定材料遮盖，防止碎渣掉入堵塞炮孔。下雨时，应及时保护孔口，防止雨水流入孔内。

3.2 装药、连线

由爆破员完成装药、填塞、连线工作。装药前，必须检查炮孔深度，如果孔内有水，则应将水排出，并改用防水炸药；按照确定的药量将炸药装到位；用石屑和黏土填塞，禁止用石块填塞，并要求填满压实。填塞时，应注意保护雷管脚线或导爆管，防止损坏；连线时，应先将手洗（擦）干净，用导爆管雷管起爆时，连接成并联网络。

3.3 安全防护

由钻机手和普工3人协作完成炮孔的覆盖和爆区周边的安全防护。由于爆区距建筑物较近，故必须对炮孔采取覆盖措施，防止个别爆破飞石飞出基坑。

3.4 安全警戒

由安全员负责组织安全警戒，警戒点的数量和布置地点在现场确定，每个警戒点派1～2人进行警戒，负责警戒区内人员、机械设备和车辆的撤离，劝阻人员、车辆进入危险区。开口爆破或钻孔爆破位置较浅时，安全警戒距离不小于200 m。

3.5 起爆

由爆破员负责起爆网络的连接和检查，负责点火起爆。确认警戒人员到位，危险区人员、车辆全部撤离，待发出起爆信号后，才可点火起爆。

3.6 爆后检查

1）爆后检查等待时间应超过5 min，之后方准许检查人员进入爆破作业地点；如不能确认有无盲炮，则应在15 min后进入爆区检查。

2）露天爆破经检查确认爆破点安全后，经当班爆破班长同意，方准许作业人员进入爆区。

3）爆破后应检查的内容有：确认有无盲炮；井壁是否稳定，有无悬石；在爆破警戒区内公用设施及重点保护建（构）筑物安全情况。

4 施工监测

在首次爆破实施过程中，爆破监测结果显示，本次爆破各测点振动速度均小于规定值[2]，爆破振动对周围建（构）筑物的影响在安全范围之内。

通过对爆破前后围护结构的周边地表竖向位移、周边建（构）筑物变形、围护结构顶部竖向位移、围护结构深层水平位移等参数进行监测，各控制参数均处于安全限值内。