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摘要:隨著我國社會經濟與科技的快速發展,城市交通也越來越發達,城市地鐵工程也不斷增多,地鐵車站大部分是位于城市的中心,其周圍有諸多的建筑物,施工環境非常復雜,尤其是深基坑爆破施工。基于此本文對復雜環境下地鐵明挖深基坑的爆破施工進行了簡單分析,望對相關人員有所幫助。
關鍵詞:地鐵;深基坑;爆破施工
1前言
在地鐵工程的施工當中會開挖巖石的基坑,其開挖基坑特征是環境復雜并大多處于市區,需保護附近的建筑物和設備,人和車較多,在爆破的安全方面有較高要求,務必要對飛石于爆破的沖擊波、地震波等加以有效管控,經選擇管控爆破的技術,管控裝的藥量及布設減震孔和防護網等舉措來保護附近的建筑物與設備。
2工程概括
我國的某一個地鐵站屬于明挖的車站,是TBM始發的車站,布局為局部3層地下2層,其地質是微、中、強風化的花崗巖,基巖的裂隙水是主要的地下水,需實施爆破,選擇明挖施工,兩端的區間和車站相鄰的位置都選擇暗挖施工。車站一共設置了出入口2個,風亭2組,疏散口1個,預留口2個以及預留的商業出入口4個。車站的主體與附屬的結構都選擇明挖的方法來施工。此工程圍護的結構采取鋼管樁加錨索圍護的型式,南北兩邊都是居民區域,并且是進出市區主干道,人、車的流量較大。此爆破點的北面離著5.5m的距離是鋼筋制造區,多層的樓房離著22m,南面離著5.5m就是辦公區域,離著23m就是多層的居民樓。東西兩邊是原先的道路,在爆破區域的四邊都用高4m的圍擋來阻隔。此爆破區域的巖石特征上端是強風化的花崗巖,下端是中、微風化的花崗巖。
3爆破施工介紹
3.1爆破的試驗方案
在相似工程爆破施工的經驗前提下,與此工程實際的地質狀況相結合,在地質條件不同的區域實施爆破以前,應先實施爆破的試驗,來獲取爆破孔網最好的參數、最優的孔距與單位的耗藥量。按照各不相同的風化情況分成微、中、強三種風化,分別在不同風化段實施不同的測試,經多次的爆破測試來充分的了解握地質不同的巖石其可爆破特點與性能,進而獲得最科學的孔網參數與單位耗量。此外,對上一次的爆破進行總結并在這一基礎上對爆破的參數加以設計與調整,應對每次的爆破及時的加以總結、分析與調整,為實際的施工提供便利。
3.2爆破的設計
連續耦合的裝藥結構與孔底反向的起爆方法。此爆破的參數經對爆破的振速與粒徑加以充分考慮設計而來。鉆孔的孔徑d按照鉆機的性能與臺階的高度及地質情況擬定d為40~42cm。臺階的高度H按照實際的地形與爆破的振速均達到爆破的相關要求而擬定。根據孔徑倍數擬定最低的抵抗線W,超深h為(0.10~0.35)W,炮孔的是深度l為h+H,炮孔相互間的距離a為(0.8-2.0)W,炮孔排距b為(0.8~1.2)W,因附近的環境較為復雜,固a、b均取最小值。單位炸藥的消耗量q為(0.24~0.3)kg/m3。單個孔的藥量Q為qabl,回填的長度應比最低的抵抗線W高。根據地鐵工程現場情況與實際爆破的效果,在施工時及時對爆破的參數加以調整,使其效果達至最優程度。
3.3爆破施工的工藝
3.3.1布孔與孔位的選擇
邊孔和臺階的邊需預留1~2m,按照設計的相關要求并通過測量來明確孔位位置,應防止孔位布設于巖性的變化較大與節理發育等位置,若處于這樣的位置,應對及時對孔位加以調整,并注意排距、抵抗線與孔距間的距離。鉆孔最標準的質量應與炮孔設計的位置、深度與方向相符。應準正平直齊。鉆孔應鉆于設計好的位置,鉆孔的方向應準確,不可歪斜,各個鉆孔間需平行,各個孔鉆的要順直,不可彎曲,所有孔都應鉆至設計的孔深度且孔底需于相同的平面之上。在布孔的時候還需注意以下幾點:①開挖面未平整的時候,布孔應當在凸坡或是緩坡的位置,避免由于抵抗線太大出現大塊情況。②坡面的角度較緩的時候,應于坡腳位置補鉆上淺孔或是增加超深。③當地形較為復雜的時候,需防止由于局部位置抵抗線太小導致出現水平沖炮的情況。
3.3.2檢查鉆孔與排水
在裝藥之前,務必檢查所有的鉆孔,若發現鉆孔存在淤堵,應用炮棍加以清除,難以清除的采取高壓風來將其吹出。若重要位置鉆孔的堵塞物未清除,則需重新于邊上鉆孔,不然會對爆破的效果造成影響。為避免堵孔,應當在鉆孔完成以后把巖粉及時清除干凈,若不能清理干凈,需將超深適當提高,來存儲巖石粉末。尤其需注意,不可將孔口開為喇叭的形狀。如果在鉆鑿時出現巖石破碎的情況,應用泥漿來對縫隙加以固封。在鉆孔當中,及時把孔口的巖渣與碎石清理掉并將其弄平,避免掉進孔里。鉆孔工作結束之后應將孔口封好,若下雨時需利用泥土與巖粉等來圍住孔口,然后用油氈與塑料布等蓋嚴實,避免雨水將巖粉沖至孔里。
3.3.3裝藥與填塞
裝藥的量務必與設計藥量相符,若孔位與抵抗線等發生變化,需對藥量及時加以調整。裝藥的時候應當使用炮錘與炮棍且炮棍務必是使用塑料、竹桿及木頭等材料制造的。若鉆孔的孔壁未平整,那么應使用炮棍加以處理,確保能順暢的裝藥。按照設計藥量將藥于各孔口放置好,并將起爆的部位加以標示。裝藥的結構利用反向起爆方式,需關注裝的藥是否合理,中間部位是否存在空段情況,應當使用炮棍加以輕搗,確保藥緊密。在爆破的時候,務必要對孔口加以填塞,并且確保填塞達到相關標準。鉆孔的直徑、最低的抵抗線、及爆破的環境對填塞的長度有影響,填塞的長度應比抵抗線高或是鉆孔直徑20~40倍。堵塞物可選擇黏土、細砂土及巖石粉末,應特別注意預防混入石塊而將起爆線弄斷。裝藥時要對起爆線加以檢查,避免由于堵塞而導致出現瞎炮的情況。
4爆破施工當中的管控
4.1飛石管控
為避免飛石對影響附近居民樓與道路上的人員和車輛等造成傷害,應采取相關的管控舉措。在爆破的時候,應選擇密度較大的炮被,若離馬路與樓房較近,應加蓋上2層,防止石碴由炮被的縫隙處飛出。對爆碴的拋擲方位進行嚴格的管控,務必要使炮眼垂直,保證炮孔的堵塞長度與質量等,防止發生沖天炮的情況。經對抵抗線方位加以調整來管控飛石的方位,設置基坑頂防拋網對飛石的高度加以管控。
4.2減震管控
爆破的振動會損壞到建筑物等,其程度和質點的振動快慢有直接關系,為減輕爆破給建筑物等帶來的影響,需將相關質點振動的速度降至最低,并對炸藥的品種合理選擇,對最大段的爆破藥量加以限制,利用微差爆破來減小振動以及加大爆破的自由面等。
4.3爆破監測
為確保安全與信息化的施工,應當與現場施工的環境與工況等相結合,成立工程爆破監測部門,其最為主要的目的就是了解爆破對于附近環境所造成的影響,并及時將情況反饋給施工與設計的部門,保證工程與附近建筑物安全。主要的監測內容包括基坑的圈梁與邊坡水平移動,附近的道路、管線、地面、建筑物沉降及爆破的震動情況等。
5結束語
復雜環境下地鐵明挖深基坑的爆破施工主要應熟悉掌握施工的環境與條件等,對爆破施工的方案加以科學合理的選擇,經爆破施工當中對減震與監測等加以管控,并對人員與技術進行嚴格的管理,爭取將爆破施工對附近造成的影響降至最低。
參考文獻
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[3]呂逢遴.復雜環境下地鐵明挖車站控制爆破施工技術[J].河北交通職業技術學院學報,2016(06):27~30.
作者:鄭文豪 單位:中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司