一项引人注目的纽约地铁隧道工程—— 纽约东出入口隧道工程（续）

一项引人注目的纽约地铁隧道工程
—— 纽约东出入口隧道工程（续）

1 纽约东出入口隧道工程概述

纽约东出入口隧道工程是在大中央枢纽站（GCT）下面新建的一个富有创意的枢纽站。这个新的枢纽站有2个平行的大洞室，每个大洞室各有上、下、左、右4个小洞室。2个大洞室的腰部有1个夹层通道贯通，夹层通道的一端与自动扶梯斜隧道相连，通向站厅、出入口（图1）。

图1 在大中央枢纽站下面新建的枢纽站

2个大洞室（含8个小洞室）完成后，可供列车驶进、驶出，并进行渡线换轨，实现枢纽站的全部功能。

每个大洞室大约长35 m，宽8.3 m，高21.3 m。8个小洞室是用2台盾构（直径均为6.7 m）开挖而成的（图2），地质主要是页岩、片麻岩、花岗岩和大理石。盾构开挖的圆形小洞室的周围需要扩大，扩大时将采用钻孔爆破法开挖，组合式初期支护由钢拱架、锚杆、钢筋网和喷混凝土组成，永久衬砌为现浇混凝土。

图2 包含4个小洞室的大洞室示意图

要求钻爆法施工不影响上面大中央枢纽站（GCT）和地铁北方铁路（MNR）的正常运营；同时不得损坏岩石地层的整体性与既有的结构物。

新建的东55号街通风和变电所设施包括强制通风隧道、竖井和洞室（设有上下层2个通风机房以及设备电力变电所层和牵引动力变电所层），这一工程与既有的地铁北方铁路隧道比邻，与既有的通风隧道系统组成一体（图3）。同样需要采用钻爆法施工，也会遇到大洞室钻爆法施工类似的问题。

2 钻孔爆破法施工的安全规则和技术措施

施工的关键是控制地层和结构受爆破作用产生的变形，必须把这种变形限制在容许范围以内。

既有的运营中的枢纽站，它除了运送乘客外，还是供人们参观游览的建筑物，每天大约有75万人在此集散，其中25万是通勤的地铁乘客，另外50万人是来此参观游览购物的。为了避免过多的爆破粉尘流向地面，因此，在地下用高压水枪喷水形成隔离帷幕，使大部分粉尘经通风隧道排出。

图3 新建的东55号街通风和变电所设施

控制爆破震动和实行环境管理是非常重要的2项工作。重点放在爆破作业的质量控制上，对从事爆破工作的人员进行严格的资格审查。

为了保护既有车站下面的岩体，将爆破震动速度限制在50 mm/s以内。如果是在历史性建筑物的下方进行爆破，则应将爆破震动速度限制在12.5 mm/s以内。离既有建筑物的柱脚4 m范围以内不容许进行爆破。

对既有结构物的保护，用爆破引起结构产生的微应变（με）来评估。当达到50微应变时应对结构进行检查；当达到100微应变时应发出警告。也可以把微应变换算成应力与容许应力进行比较。然而，量测结果表明，由列车运行引起结构产生的微应变大于爆破所引起的微应变。

在环境管理方面，主要是不使爆破产生的烟雾、粉尘和超压进入运营中的车站，因此，采取了防爆门和机械通风等措施。

由持有许可证的供应商提供Emulex药卷和Nonel延时雷管。爆破采用1组炮眼包含2～3次延时爆破（7 ms）的方式。有时为了减小炸药爆破的振动，还事先采用静力膨胀剂使岩石预裂。

施工部门必须向运营部门提供超前两星期的爆破施工计划，列出下列内容：在哪个爆破位置、何时由早、中、晚哪个工班实施爆破，需进行多少次。在客运高峰时间不容许进行爆破，最长的爆破作业时间窗不超过12 min。还规定对所有各次爆破必须有24 h前的正式通知，用电话与运营车站直接沟通，把确切的爆破时间告诉车站。

对于55号街通风和变电所洞室的爆破施工，首先在压力通风隧道施工时进行了不同的装药试验：在各炮眼的一定长度内，分别装25%、50%和100%的炸药，其余部分用填料捣实。在压力通风隧道开挖完成后，依次进行竖井和洞室开挖，由爆破产生的在空气中的声响不得大于133 dB，相应的爆破震动速度不大于15 mm/s。施工时分台阶逐级爆破开挖，先采用静力膨胀剂使岩石预裂，然后进行钻孔爆破。为了保持地面交通安全，需要在地面上铺设钢板。

目前纽约东出入口隧道工程全部开挖工作均已完成，计划在2020年开通。

3 结束语

本刊2012年第1期曾刊出“一项引人注目的纽约地铁隧道工程——纽约东出入口隧道工程”一文，介绍新枢纽站的2个大洞室的8个小洞室是如何采用2台盾构按计划完成掘进的。这期所刊出的内容是它的继续报道，介绍钻孔爆破法在洞室扩大施工中的应用。值得我们注意的是，在如此复杂的枢纽站工程中，凸现了在爆破施工中安全生产的重要性，在设计和施工的所有技术措施的细节中获得充分体现。

[1] Never so bored in NY [J]. Tunnels & Tunnelling International，2010（8）：31-34.

[2] East side explosives [J]. Tunnels & Tunnelling International，2014 (8)：40-43.

[3] 一项引人注目的纽约地铁隧道工程——纽约东出入口隧道工程[J]. 现代城市轨道交通，2012（1）：66-67，70.

邵根大 编译

责任编辑 冒一平

2015-10-10