重庆轻轨江北机场站控制爆破技术

 

1爆破设计方案

      本工程中我们对车站基坑和隧道分别作了爆破设计，依据危险程度不同，基坑还根据三个不同区域各自设计了爆破方案。车站基坑，以浅孔松动爆破为主，但在基坑边缘位置，采用光面爆破。在靠近航站楼和其它已完建筑物附近，采用小药量减弱浅孔松动爆破。

      隧道折返段和延伸段，周边眼采用预裂和光面爆破，掏槽眼和辅助眼采用减弱松动爆破。由于爆破是本工程最大的安全控制内容，在施工中严格控制单响用药量，实行全程爆破监控，由爆破监测的数据反过来指导施工。

根据爆破振动安全距离公式计算一次爆破装药量：

Q=R(V/K)^3/a

Q-一次起爆药量，齐发爆破取总药量，微差爆破取最大一段药量；

R-爆破振动安全距离，米；

V-安全振动速度，厘米/秒；

K-爆破振动传播途径介质系数：取150~180；

a- 爆破振动衰减系数，在本工程：取1.8~2。

对各类建筑物和构筑物所允许的安全振动速度按有关爆破规程执行。另据专家组论证意见，对航站楼玻璃幕墙的保护，按安全振动速度2.5cm/s控制。各爆破方案参数见表一。

1.  1车站基坑的爆破设计

      本工程按离被保护建筑物的远近采取不同的三个区的爆破参数，主要是一次起爆药量有区别。（附图1：基坑开挖分区示意图）

（1）  第一开挖区爆破参数的选择。第一开挖区离航站楼较远，一次爆破药量适当放大，详见表二。

掏槽沟开挖：利用破碎机在本区域的中间进行最初的掏槽沟（或坑）开挖，及时将渣土外运，而不做掏槽眼爆破，为后续爆破创造临空面。掏槽沟（或坑）深1.2m。

浅孔台阶控制爆破：梯段高度1.2m，钻孔深1.5m。当平台形成4-5m时，进行下一层掏槽，以形成流水作业，加快施工进度。

光面爆破：炮眼紧贴基坑设计边线，为了保证光爆效果，每三层台阶只光爆两层，光爆孔深2.0m（超深0.2m）。

（2）  第二、三区开挖区爆破参数的选择。第二爆破区主要考虑保护桥墩，一次爆破药量比第一区小。第三爆破区主要考虑保护航站楼玻璃幕墙，而且有两个临空面，一次爆破药量比第一、第二区都小，光面爆破仍是每三层台阶只光爆两层，详见表三。

1.  2隧道开挖爆破设计

      工程延伸段隧道围岩为砂岩、泥页岩互层，属于III、IV类围岩，但由于覆盖层太薄，而且隧道跨度大，以II类围岩处理。整个断面分4部分开挖，每部分分周边眼、掏槽眼、辅助眼和底眼爆破，炮眼布置和钻爆参数如下图表。其中，周边预裂眼在爆破时是隔孔装药。掏槽眼的一次爆破药量最大，爆破振动最大，是爆破振动控制的主要参数。（附图2：延伸段爆破作业孔位布置断面图）

 

2爆破施工方案

      地下车站基坑主要采用浅孔松动爆破，在靠近航站楼的部分石方采用破碎机作业，基坑边坡采用光面爆破；对于隧道折返段和延伸段，周边眼采用光面爆破，其余采用减弱浅孔松动爆破。

      钻孔机具采用电钻，人工装药堵塞。炸药采用2＃铵梯炸药（干处）和乳化炸药（有水），引爆主要采用毫秒雷管。为了减小一次起爆药量，采用非电塑料导爆管毫秒微差爆破，这种爆破可以做到单孔微差爆破。

施工中由监测单位进行全程实时监测，根据反馈信息，动态调整施工方案。

（1）试爆。为了确保安全，我们严格按照预定方案作小药量的试爆，验证设计效果，总结经验为后续爆破提供可靠的依据，从而达到指导施工的目的。

（2）施工顺序：爆破施工顺序遵循以下原则：①先施工靠近延伸段隧道和折返段隧道的基坑位置，为地下车站两头的隧道早日开工创造条件。②同一个梯段高度，先施工远离被保护建筑的一端，为后续爆破创造背向的临空面，使爆破方向背离被保护建筑。③基坑是先用减弱松动爆破炸中间部分，后用光面爆破炸基坑边坡。④隧道施工是先打周边预裂孔，其次爆破掏槽眼和辅助眼，最后在周边预裂孔隔孔装药，实施光面爆破。

（3）施工要点：①场地排水及表土清除。②钻孔。采用电钻钻孔。③装药。采用人工装药，使用乳化炸药。④堵塞。材料选用砂、粘土或钻孔岩粉，并用木棍或杆分层捣实。为了防止飞石，整个爆破作业面用橡胶皮或棕垫作炮被覆盖。⑤爆破网络的设置。采用电雷管起爆网络，用非电塑料导爆管毫秒微差单孔爆破。⑥爆破警戒。爆破警戒范围为：浅孔爆破50m，光面爆破控制在20m以远。⑦起爆。⑧哑炮处理（本工程无哑炮出现）。

（4）火工器材的管理。整个工程中对有关火工器材的领用和保管实行专人负责，无火工器材被盗或向外流失现象出现。

3爆破施工的安全、质量措施

      本着“安全第一、我要安全”的原则，我们严格按《爆破施工安全操作规程》作业，形成以爆破小组为主，人人齐抓共管的局面，发现安全隐患，及时处理。每次施工前，我们都制定了周密的安全预防措施，由于措施得当，保障有力，施工每次都无一意外情况发生。

4周边建筑物的保护针对工程爆破的几个主要危害（爆破振动、飞石、空气冲击波、噪音和有毒气体）和现场周边的实际情况，我们采取各种措施对现有建筑物进行了有效保护。

4.1对高架桥、航站楼的保护措施

      对高架桥桥墩（附图3：高架桥桥墩保护示意图）用内垫塑料泡沫、外包竹蔑和铁皮加以围护。在靠近航站楼位置（附图4：航站楼保护示意图），搭5.0米高的钢管支架和用木板进行拦挡，防止飞石打到航站楼玻璃幕墙。在桥墩柱周围和靠近航站楼处深挖减震沟，对相关基坑边坡采取预应力锚杆和喷射砼支护，防止其位移和跨塌。按2.50cm/s的震动速度控制周边岩体的爆破药量，设计合理的起爆顺序和微差间隔时间，以尽量减小爆破振动的影响；对被爆物用透气橡胶皮、胶管连等物品进行覆盖，防止飞石发生。

4.2对北连廊和地下车库出口通道的保护措施

      为了保护地面上的建筑物，同时也为隧道本身的施工安全，本工程延伸段隧道的开挖严格按照“新奥法”原理组织施工，遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、早闭合、勤量测、速反馈”的原则，控制隧道围岩变形和地表沉降。

4.3爆破监控测量

      整个工程由国家测绘局第五地形测量队负责实施监测。全面应用信息化技术，适时调整施工方案，实施动态施工管理，以确保周边建筑物和隧道本身施工的安全。

5爆破施工现场组织管理

      在安全控制方面，我们组织专门爆破组织体系，对施工过程中的质量、安全进行实时监管。做到每个岗位都明确专人负责，各司其职，责任到人，层层落实。将本项目的爆破施工计划详细到每一天，由施工单位的相关负责人每天签发施工令，请爆破监理工程师签认，并接受机场派出所的监督检查。

      后记：现已完成基坑开挖的第二、第三区，根据国家地质测绘队第五工程队的爆破全过程监测结果，在航站楼和高架桥等重要部位的测点，爆破振速全部控制在2.5cm/s范围内，各监测点的沉降和水平位移值完全在安全控制范围内，符合设计要求，达到了预期的目的。

参考文献：

1.《重庆轻轨三号线江北机场站工程控制爆破施工方案》重市轨道交通总公司、上海警通路桥建设有限公司，二OO四年四月