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某地铁爆破施工控制研究

2013-10-19刘艳彪

河南科技 2013年2期
关键词:单段雷管药量

刘艳彪

(中铁四局集团第七工程公司,安徽 合肥 230022)

1 工程概况

青岛地铁人民会堂站~汇泉广场站区间工程位于小鱼山山下,沿太平路穿越小鱼山到达文登路。此路段处于青岛滨海历史风貌休闲旅游区和市南区沿海商务核心区,周边文物建筑和老住宅建筑物众多,居民区及学校集中,地下管线较复杂,地面交通繁忙、施工环境比较复杂。

本区间设计采用排水型隧道,隧道拱顶埋深11m~55m,接车站端区间地质条件较差,为浅埋隧道,其余区段地质较好,为深埋隧道,采用钻爆法结合机械开挖施工。

2 爆破方案

根据线路自身的特点,爆破方案采取按台阶高度分层分段开挖,施工中为保证特殊地段施工安全,针对具体文物建筑结构特性,采用短进尺光面微差弱抛爆破技术,进行爆破作业时,采用微量、多孔、多次、多段爆破法。减少每次齐发爆破药量,减轻爆破对围岩的扰动及对支护结构的不利影响,同时也减轻对地面建筑物的震动破坏。

3 爆破设计

3.1 区间开挖断面钻爆孔网参数设计

本区间断面形式较多,主要开挖方法采用全断面、环形台阶法开挖方法进行。由于此段文物较多,振动控制要求严格,为了避免振动对地面建筑物的危害,初步设计进尺为1.2米,振动速度控制为不超过1.0cm/s,非文物地段振动速度控制为1.0~1.5cm/s,采用双楔形掏槽方式,起爆采用非电毫秒雷管。

3.2 单段最大药量的确定

本区间爆破地处繁华市区,住宅楼密集,文物古迹众多,隧道暗挖需要紧贴建筑物甚至从建筑物下方穿过,控制单段最大药量是对建筑物保护的关键所在,而单段最大药量与建筑物结构性质、岩石特性、地表管线沟渠相关,依据①国家《爆破安全规程》GB6722-2003,②青岛市地铁建设对爆破振动的要求“对普通住宅楼振动速度V≯1.5cm/s,对文物保护建筑振动速度V≯1cm/s”,③清华大学建筑设计研究院编写的《青岛市地铁一期工程可行性研究报告》“对文物保护建筑振动速度 V≯1cm/s,爆破参数 a=2.0,K=350;和 a=2.0,K=700”,④中国矿业大学根据青岛地质情况相关的测试,认为K和a分别取:K=200,a=1.8。采用萨道夫斯基公式计算,得出单段最大药量参考数据,见表1。

表1 单段最大药量计算参考表

从上表可以看出,清华大学提供的数据与矿业大学提供的实测数据有一定的差异,结合本区间岩石特性,采用矿业大学实测的 a=1.8、K=200 值。

3.3 爆破地震波控制验算

①海底世界经过实地调查并进行量测,实测最近距开挖轮廓线水平距离为103米,垂直距离位于隧道拱顶约6米,根据萨道夫斯基公式计算单段最大控制药量159kg,网络设计单段最大用药量为5.1kg<159kg,故爆破振动对海底世界影响不大。

②距离线路最近的普通房屋地段为K2+540~+654,主要文登路小学、恒鑫基青岛经贸有限公司、中国邮政、柯达影像网络、琴海潜水俱乐部、品德书店等位于文登路旁两边房屋,根据地质勘察结果结合横通开挖情况隧址地质情况属强风化花岗岩,不需爆破开挖。

③文物保护:本区间文物保护主要为阿里文住宅,位于K2+230~+258,区间下穿阿里文住宅垂直距离为27.03米,根据萨道夫斯基公式计算单段最大控制药量2.8kg,设计考虑爆破冲击影响,单响最大炸药用量为2.4kg,拟定线路K2+210~+270段进行专项钻爆设计如图1,根据爆破振速及时调整爆破参数,在提前进入文物保护地段进行加大监测频率。

图1 文物保护阿里文住宅钻爆图

4 体会

通过本区间的爆破施工,获得以下体会:

①根据围岩特性进行爆破设计,合理选择爆破参数。②周边眼可适当偏离边线5cm,外插角严格控制不得大于2°,严格控制超欠挖。③炮眼装药应按装药参数表,分步分炮眼位置,按装药结构进行,并控制装药量。④毫秒雷管应与炸药绑扎牢固,安装完后不能随意扯动引线,防止雷管脱落,雷管应安装在中下部,但不能安装眼口,防止安全不利因素出现。⑤炮眼堵塞按装药结构堵塞密实,控制爆破效果,更好地发挥爆炸猛力。⑥加大起爆电线的直径,减小电阻,并随着隧道向前掘进,采用双起爆器串联使用或使用更大电流起爆器,确保远距离引爆时的可靠性。

[1]冯叔瑜等.城市控制爆破(第2版)[M].北京:中国铁道出版社,1996.

[2]王玉杰.爆破工程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2009.

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