地铁矿山法隧道下穿小区爆破控制技术.docx

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地铁矿山法隧道下穿小区爆破控制技术

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张宏

中图分类号：TU751.9文献标识码：A文章编号：

一、工程概况与地质条件

广州地铁八号线昌岗中路站至沙园站区间矿山法隧道线路出昌岗中站后，随即下穿宿舍楼和宏基广场，进入沙园站。

昌沙区间隧道左线长824.582m，断面面积34.3～45.53m2（见图1及图4），主要穿越Ⅲ、Ⅳ级围岩。

图1重叠隧道断面

本区间土、岩层从上到下主要有：〈1〉人工填土；〈4-1〉粉质粘土层；〈5-2〉残积硬塑状粉质粘土层；〈6〉棕红色粉砂质泥岩全风化带；〈7〉棕红色粉砂质泥岩强风化带；〈8〉棕红色粉砂泥质中风化带；〈9〉棕红色粉砂质泥岩微风化带。

隧道洞身下穿地层主要从强风化〈7〉、中风化〈8〉、微风化〈9〉中通过，局部地段拱顶位于〈5-2〉、〈6〉地层中。

隧道洞身穿过的岩层完整性较好，岩石强度较低。

二、工程特点、重难点

1、上下重叠：昌沙区间由起点隧道平行渐变为上下重叠，其中YDK11+530～YDK11+804段最小净距仅为0.974～2.997m。

2、与既有建筑物的相互干扰

昌沙区间隧道从密集的房屋下方穿过，大多数房屋的基础为天然扩大基础，部分房屋为桩基础。位于隧道上方的桩基础，最小净距5.8米，位于隧道侧面的桩基础，最小净距1.2米。区间隧道穿过密集房屋地段，上覆土层厚约10～20m，加之许多房屋的使用时间很久，现已经出现了不同程度的破损，隧道邻近建筑和桩基施工，极易出现结构开裂，甚至倒塌破坏的事故。

三、区间隧道下穿沙园小区施工方法

（一）钻爆设计

在确保地面建筑物安全的前提下，针对工程地质情况和地面环境条件，进行钻爆设计。

1、减震方案

采用台阶法开挖，上、下臺阶均采用光面爆破技术。控制单段装药量，控制爆破规模以达到控制原点振速的目的。

周边光爆孔按设计间距布置，并在施工中根据爆破效果来调整炮孔间距、深度及装药量。

单段允许药量的限制。根据萨氏公式并参考在实际经验数据k及α的数值，经回归后为k=120，α=2.0。以质点允许振速[Vmax]=1.5cm/s作为最高控制标准，本区间隧道埋深在15m左右，

代入公式得：

掏槽区最大段装药量要求控制在4.7kg以内。其上下台阶爆破钻爆设计图如下图1所示。

2、爆破器材

起爆雷管选取用国产Ⅱ系列15段非电毫秒雷管。选用乳化炸药起爆。

3、掏槽方式

采用楔形掏槽。

4、孔网参数

台阶法隧道钻爆设计孔网参数详见钻爆设计图2及表1所示。

台阶法爆破设计参数表图1

5、光爆技术

为了控制振速及保证成形质量，上下断面均采用光面爆破。周边眼孔装药采用间隔不耦合装药，见图2所示。

6、爆破网路

设计爆破网路为孔内同段，孔外微差的非电微差起爆技术。导爆管跳段使用，使段间隔时间大于50ms，防止地振波相叠加而产生较大的地振动。

7、隧道爆破技术综合参数

爆破技术综合参数见表2所示。

光面爆破参数表表2

岩石种类周边眼间距

E（cm）周边眼最小抵抗线W（cm）相对距离E/W周边眼装药参数（Kg/m）

Ⅲ级围岩50～6060～800.8～1.00.25～0.3

Ⅳ级围岩45～6560～800.8～1.00.2～0.25

8、控制超欠挖技术措施

除掏槽炮眼外，其他炮眼须在同一垂直面上。

严格周边眼小药卷间隔装药结构，药卷分半进行间隔装药，防止药卷集中孔底造成超挖。

严格控制周边眼起爆顺序，在满足爆破震动速度要求前提下，周边眼尽可能安排少段次起爆，以减少由于起爆不同步引起的超挖。

严格控制周边眼施工精度，施钻前必须在工作面按设计开挖轮廓线放线，并按爆破设计标出周边孔位置，检查合格后方可施钻，钻孔中要严格控制周边孔外插角度，以减少由于外插角过大而引的超挖。

提高装药质量，杜绝施工中不按设计装药和堵塞等不良现象，炮眼堵塞长度不宜小20cm。

作好超前地质预报工作和爆破效果检查工作，以便及时快速地调整爆破参数，达到控制超欠挖的目的。

（二）组织实施

昌沙区间隧道地处闹市区，周边主干道交通繁忙，居民区人口密集，由于采用矿山法施工，因此对安全文明施工的管理及周边居民的安抚工作要求及高，制定非常具有针对性的方针政策，采取了切实有效的措施，并取得优良的成效。

1.在隧道施工即将进入沙园小区范围前，与小区居委会取得联系并通过居委会召开小区居民会议，向居民介绍本项目施工工程概况及施工方法，详尽讲解隧道矿山法施工的特点以及在施工过程中可能造成影响和制定的对策及采取的措施，并耐心解答居民代表提出的问题同时积极采纳居民代表提出的合理建议，在充分解答了小区居民的疑问并做好了小区居民的安抚工作后即开始进行爆破施工。

2.爆破施工前认真细致的做好隧道沿线小区房屋的房屋调查，收集整理隧道沿线房屋在爆破施工前的原始资料，以便在接下来的爆破施工过程