复杂环境下地铁明挖深基坑的爆破施工

郑文豪

（中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北武汉 430000）

1 前言

在地铁工程的施工当中会开挖岩石的基坑，其开挖基坑特征是环境复杂并大多处于市区，需保护附近的建筑物和设备，人和车较多，在爆破的安全方面有较高要求，务必要对飞石于爆破的冲击波、地震波等加以有效管控，经选择管控爆破的技术，管控装的药量及布设减震孔和防护网等举措来保护附近的建筑物与设备。

2 工程概括

我国的某一个地铁站属于明挖的车站，是TBM始发的车站，布局为局部3层地下2层，其地质是微、中、强风化的花岗岩，基岩的裂隙水是主要的地下水，需实施爆破，选择明挖施工，两端的区间和车站相邻的位置都选择暗挖施工。车站一共设置了出入口2个，风亭2组，疏散口1个，预留口2个以及预留的商业出入口4个。车站的主体与附属的结构都选择明挖的方法来施工。此工程围护的结构采取钢管桩加锚索围护的型式，南北两边都是居民区域，并且是进出市区主干道，人、车的流量较大。此爆破点的北面离着5.5m的距离是钢筋制造区，多层的楼房离着22m，南面离着5.5m就是办公区域，离着23m就是多层的居民楼。东西两边是原先的道路，在爆破区域的四边都用高4m的围挡来阻隔。此爆破区域的岩石特征上端是强风化的花岗岩，下端是中、微风化的花岗岩。

3 爆破施工介绍

3.1 爆破的试验方案

在相似工程爆破施工的经验前提下，与此工程实际的地质状况相结合，在地质条件不同的区域实施爆破以前，应先实施爆破的试验，来获取爆破孔网最好的参数、最优的孔距与单位的耗药量。按照各不相同的风化情况分成微、中、强三种风化，分别在不同风化段实施不同的测试，经多次的爆破测试来充分的了解握地质不同的岩石其可爆破特点与性能，进而获得最科学的孔网参数与单位耗量。此外，对上一次的爆破进行总结并在这一基础上对爆破的参数加以设计与调整，应对每次的爆破及时的加以总结、分析与调整，为实际的施工提供便利。

3.2 爆破的设计

连续耦合的装药结构与孔底反向的起爆方法。此爆破的参数经对爆破的振速与粒径加以充分考虑设计而来。钻孔的孔径d按照钻机的性能与台阶的高度及地质情况拟定d为40～42cm。台阶的高度H按照实际的地形与爆破的振速均达到爆破的相关要求而拟定。根据孔径倍数拟定最低的抵抗线W，超深h为（0.10～0.35）W，炮孔的是深度l为h+H，炮孔相互间的距离a为（0.8-2.0）W，炮孔排距b为（0.8～1.2）W，因附近的环境较为复杂，固a、b均取最小值。单位炸药的消耗量q为（0.24～0.3）kg/m3。单个孔的药量Q为qabl，回填的长度应比最低的抵抗线W高。根据地铁工程现场情况与实际爆破的效果，在施工时及时对爆破的参数加以调整，使其效果达至最优程度。

3.3 爆破施工的工艺

3.3.1 布孔与孔位的选择

边孔和台阶的边需预留1～2m，按照设计的相关要求并通过测量来明确孔位位置，应防止孔位布设于岩性的变化较大与节理发育等位置，若处于这样的位置，应对及时对孔位加以调整，并注意排距、抵抗线与孔距间的距离。钻孔最标准的质量应与炮孔设计的位置、深度与方向相符。应准正平直齐。钻孔应钻于设计好的位置，钻孔的方向应准确，不可歪斜，各个钻孔间需平行，各个孔钻的要顺直，不可弯曲，所有孔都应钻至设计的孔深度且孔底需于相同的平面之上。在布孔的时候还需注意以下几点：①开挖面未平整的时候，布孔应当在凸坡或是缓坡的位置，避免由于抵抗线太大出现大块情况。②坡面的角度较缓的时候，应于坡脚位置补钻上浅孔或是增加超深。③当地形较为复杂的时候，需防止由于局部位置抵抗线太小导致出现水平冲炮的情况，布置图如图1所示。

图1 孔位的布置图

3.3.2 检查钻孔与排水

在装药之前，务必检查所有的钻孔，若发现钻孔存在淤堵，应用炮棍加以清除，难以清除的采取高压风来将其吹出。若重要位置钻孔的堵塞物未清除，则需重新于边上钻孔，不然会对爆破的效果造成影响。为避免堵孔，应当在钻孔完成以后把岩粉及时清除干净，若不能清理干净，需将超深适当提高，来存储岩石粉末。尤其需注意，不可将孔口开为喇叭的形状。如果在钻凿时出现岩石破碎的情况，应用泥浆来对缝隙加以固封。在钻孔当中，及时把孔口的岩渣与碎石清理掉并将其弄平，避免掉进孔里。钻孔工作结束之后应将孔口封好，若下雨时需利用泥土与岩粉等来围住孔口，然后用油毡与塑料布等盖严实，避免雨水将岩粉冲至孔里。

3.3.3 装药与填塞

装药的量务必与设计药量相符，若孔位与抵抗线等发生变化，需对药量及时加以调整。装药的时候应当使用炮锤与炮棍且炮棍务必是使用塑料、竹杆及木头等材料制造的。若钻孔的孔壁未平整，那么应使用炮棍加以处理，确保能顺畅的装药。按照设计药量将药于各孔口放置好，并将起爆的部位加以标示。装药的结构利用反向起爆方式，需关注装的药是否合理，中间部位是否存在空段情况，应当使用炮棍加以轻捣，确保药紧密。在爆破的时候，务必要对孔口加以填塞，并且确保填塞达到相关标准。钻孔的直径、最低的抵抗线、及爆破的环境对填塞的长度有影响，填塞的长度应比抵抗线高或是钻孔直径20～40倍。堵塞物可选择黏土、细砂土及岩石粉末，应特别注意预防混入石块而将起爆线弄断。装药时要对起爆线加以检查，避免由于堵塞而导致出现瞎炮的情况。

4 爆破施工当中的管控

4.1 飞石管控

为避免飞石对影响附近居民楼与道路上的人员和车辆等造成伤害，应采取相关的管控举措。在爆破的时候，应选择密度较大的炮被，若离马路与楼房较近，应加盖上2层，防止石碴由炮被的缝隙处飞出。对爆碴的抛掷方位进行严格的管控，务必要使炮眼垂直，保证炮孔的堵塞长度与质量等，防止发生冲天炮的情况。经对抵抗线方位加以调整来管控飞石的方位，设置基坑顶防抛网对飞石的高度加以管控。

4.2 减震管控

爆破的振动会损坏到建筑物等，其程度和质点的振动快慢有直接关系，为减轻爆破给建筑物等带来的影响，需将相关质点振动的速度降至最低，并对炸药的品种合理选择，对最大段的爆破药量加以限制，利用微差爆破来减小振动以及加大爆破的自由面等。

4.3 爆破监测

为确保安全与信息化的施工，应当与现场施工的环境与工况等相结合，成立工程爆破监测部门，其最为主要的目的就是了解爆破对于附近环境所造成的影响，并及时将情况反馈给施工与设计的部门，保证工程与附近建筑物安全。主要的监测内容包括基坑的圈梁与边坡水平移动，附近的道路、管线、地面、建筑物沉降及爆破的震动情况等。

5 结束语

复杂环境下地铁明挖深基坑的爆破施工主要应熟悉掌握施工的环境与条件等，对爆破施工的方案加以科学合理的选择，经爆破施工当中对减震与监测等加以管控，并对人员与技术进行严格的管理，争取将爆破施工对附近造成的影响降至最低。