摘要：工程爆破震动控制一直都是爆破界的一个重要研究课题，而爆破震动速度的控制可以减少建筑物的损害以及二次损害，特别是加油站、古建筑群等。主要讲述下穿网吧、加油站等要求震速低的施工方法，本文提出了相应的施工措施，希望通过笔者的经验，为降低爆破震动危害提供了一定参考
关键词：爆破 施工 保证措施
一、编制说明
1、编制依据
（1）国家规定以及合同内约定采用的施工技术规范，验收标准和质量、安全技术规程及国家、行业规范。
（2）《大连地铁一期工程214标段地质勘察报告》。
（3）《大连地铁一期工程214标段施工图设计》。
（4）《爆破安全规程》（GB6722-2003）。
（5）《大连地铁爆破振动监测管理办法》2010年。
2、编制原则
⑴严格按照图纸进行施工、遵守设计规范、施工规范和质量验收标准，严格执行基本建设程序。
⑵根据本工程的水文地质条件、开挖断面的结构形式、，选择合理的施工方法和爆破方式，以保证施工安全及减少对地表的影响。
⑶科学合理地安排施工工序，控制工期，保证重点，统筹兼顾。
⑷选用合理的施工技术工艺和设备，以保证施工质量。
⑸统筹考虑各施工工序，尽量减少对周围居民的生活的影响，组织文明施工。
（6）下台阶采用孔内外延时控制爆破；爆破时，不仅考虑楼房、加油站的安全问题，更注重人文关怀，最大限度降低爆破振动速度，尽可能的减轻爆破对其影响。
二、工程概况
1、工程概况
革镇堡站至后革站区间设计里程从DK28+871.102到DK30+174.547，隧道右线全长1303.445m，在左线DK35+016.288处设置一长链，长16.288m左线全长为1319.733m。平面设置一段圆曲线，半径为500m。正线线间距为13m。区间平面线路主要在既有的张前路及侧边的绿化带下方行走，穿越砬夏河，既有的铁路轨道，下穿民宅，到达后革站。区间采用暗挖法施工，为单洞马蹄形断面，采用复合衬砌。区间隧道穿越中风化泥灰岩和中风化石灰岩。隧道覆土9.1-19.1米。区间段沿线周边环境比较复杂，线路穿越的建筑物较多。
2、工程地质及水文情况
2.1.本区间场地地貌为山前冲洪积平原，场地地形较为平坦，岩石节理发育。场地内下水主要为基岩裂隙水。
2.2.隧道洞身经过范围内的围岩级别
右线DK28+871.102~右DK29+280拱顶、边墙：中风化泥灰岩。隧底：中风化泥灰岩拱顶及边墙局部岩溶发育，受扰动后易软化整体评价为Ⅴ级围岩
左线：DK29+280~DK30+174.547拱顶、边墙：中风化泥灰岩。隧底：中风化泥灰岩拱顶及边墙局部岩溶发育，受扰动后易软化整体评价为Ⅴ级围岩
（二）、水文地质条件
地下水类型
本场地地下水主要为基岩裂隙水。
基岩裂隙水主要赋存于泥灰岩、石灰岩的裂隙中。稳定地下水位埋深1.80~18.50m。
本区地下水径流条件良好。主要由于人工开采、地下水渗透性等因素控制。经过短距离的潜伏径流，最终向海排泄。
3、穿越情况
3.1、革后区间左线正穿网吧，右线侧穿网吧水平距离为1m。左线中线距离加油站加油机仅为13.36m。
3.2、隧道所经区域为泥灰岩层，拱顶及边墙为中风化石灰岩，局部岩溶发育，岩溶充填物时受扰动后，易软化。
3.3、地下水主要存在于中风化岩的裂隙中，为基岩裂隙水，略微具承压性，围岩过于破碎，易于发生管涌现象。
爆破影响区间：
左线小里程DK29+166--DK29+085；
右线小里程DK29+166--DK29+125。
共计：左线81m，右线：41m。
三、爆破施工方案
1、施工原则
（1）设计优先考虑房屋安全，上下台阶采用矿山法。
（2）考虑采用弱爆破方法开挖，遵循“短进尺，多打眼，少装药，内外延时，弱振速”原则。
（3）要对爆破进尺大小、超欠挖情况等进行观测和分析，把前一个钻爆循环，作为试验段，爆破后根据实际所测爆破参数及对地面建筑物的影响对弱爆破初步方案的参数进行修正。
（4）利用潜孔钻，其成孔直径108毫米减震带，使用预裂弱爆方式形成减震带；并在掏槽区域部设置空眼形成局部掏槽临空面，进一步降低掏槽爆破振动。
（5）必须对炮眼进行封堵，封堵不得小于设计要求。
2、爆破振动控制指标
采用理论计算、工程类比与现场试爆相结合的方法确定爆破参数。在保证爆破振动速度符合《爆破安全规程》GB6722-2003和设计要求的前提下，提高隧道开挖成型质量和施工进度。爆破振动速度允许值一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a<10Hz-2～2.5cm/s；10Hz~50Hz-2.3～2.8cm/s；50Hz~100Hz-2.7～3.0cm/s
1）房屋控制指标：隧道上方网吧为砖混结构，《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定该类型结构房屋爆破振动速度控制指标为“2.7～3.0cm/s”，爆破设计选择1.5cm/s控制，最大控制在2.0cm/s。
2）加油站控制指标：考虑国标暂时未对其给定指标，结合《大连地铁爆破振动监测管理办法》，爆破设计选择1.0cm/s控制。
3、上台阶爆破方案
上台阶在控制爆破振动的前提下进一步优化爆破参数，当然上导本身距离保护物较近，又无很好的爆破临空面，所以更应严格控制。
控制总体思路为：综合运用预裂爆破、光面爆破和主掏槽区的孔内外综合微差爆破方法。
上台阶分2次爆破，首次完成掏槽区爆破，然后光面爆破。掏槽区爆破时，又分2个区域，预裂爆破先行起爆，后续紧跟主掏槽区爆破。
直径108毫米减震孔布置56个，在预裂爆破带上布置13个，其余布置在主掏槽区域。
主掏槽区域布置减震孔是为了配合直眼掏槽使用，可以使得爆破网络充分实现孔内外综合微差，减震孔形成的局部微环境又可人造四个临空面，进一步降低爆破振动。
3.1、爆破参数设计
上断面开挖爆破均使用钻头直径为38 mm的风动凿岩机钻孔，所有炮孔直径都以40 mm计。
（1）炮孔深度
炮孔深度不仅决定着爆破
的环进尺与掘进速度，对工期制约性较大。设计进尺为0.75m，为了保证工期，以及地面建筑物的安全性，以及围岩的完整性；本工程的炮眼深度主要受地表控制点规定爆破振动速度控制；这里上台阶循环进尺暂定为0.50m，孔深0.75米。
（2）单段药量控制
隧道掘进爆破的炸药单耗主要与岩性和开挖断面积有关。但是本工程爆破设计主要考虑爆破振动速度必须满足《爆破安全规程》GB6722-2003的要求。上台阶爆破时候，地面振动速度控制值暂定为1.0～1.5cm/s，利用萨道夫斯基公式计算单段药量0.60Kg，可以根据试验结果再行调整。
（3）炮孔布置
进行炮孔布置，针对台阶炮孔布置如图1所示。
图1、炮孔布置图
（4）炮眼参数表（表1）
表1上台阶爆破设计参数表（进尺0.5m）
3.2、爆破参数的调整
爆破参数从最小单段药量开始，保持起爆顺序不变，第一次严格按照方案中爆破参数施工，在地面加油站或者网吧附近测爆破振速，根据实测数据调整下一次的爆破参数。
4.下台阶爆破方案
4.1、爆破参数设计
下台阶开挖爆破均使用钻头直径为38 mm的风动凿岩机钻孔，所有炮孔直径都以40 mm计。
（1）炮孔深度：下台阶循环进尺暂定为1.0m。
（2）最大单段药量：本工程爆破设计主要考虑爆破振动速度必须满足《爆破安全规程》GB6722-2003的要求。下台阶爆破时候，地面振动速度控制值暂定为1.0cm/s，利用萨道夫斯基公式计下台阶最大一段起爆药量不能超过为1.1kg（即3卷炸药，每卷300克）。
（3）炮孔布置：按上述参数，进行炮孔布置，针对下台阶炮孔布置如图2所示。
4.2爆破参数的调整
爆破参数从最小单段药量开始，保持起爆顺序不变，第一次严格按照方案中爆破参数施工，在地面加油站或者网吧附近测爆破振速，根据实测数据调整下一次的爆破参数。
5、降低爆破振动强度的措施
⑴采用低爆速、低密度的2号岩石乳化炸药，药卷直径32mm。
⑵控制单孔最大起爆药量，严格按照萨道夫斯基公式进行检算。
⑶选择最小抵抗线方向。爆破中，在岩面上打减震孔，减小围岩的抵抗力。
（4）建立自己的爆破振动监测体系，记录爆破振动的大小，对爆破进行指导施工。
6、钻爆质量的控制
（1）人员的配备
爆破钻凿技术要求高，操作难度大。从布眼、钻孔、装药到爆破网络联接层层把关，责任到人。
（2）钻孔机具的配备
掌子面孔位的布置可使用安全牢固的简易钻孔台架，可以快速拆卸，便于施工。
（3）炮眼深度及装填药量的控制
施工技术人员进行钻眼深度严格把关，将炮孔内的石屑冲净后；严格按装药结构图进行装药；用炮泥填塞炮孔。由专人进行起爆网路连接。装药连线结束，由工程技术人员检查合格，撤离人员和、设备，最后起爆。
（4）支护方式及时改变
钢格栅间距控制在0.5米，配合爆破设计进尺进行调整。
7、钻爆作业安全措施
（1）严格按照施工方案进行施工。
（2）爆破材料由爆破工护送；雷管由保管员亲自护送到隧道内的使用地点。
（3）装药工作人员需由持爆破证的进行施工。爆破后，由爆破员处理
瞎炮、残炮。
（4）严格执行国家《爆破安全规程》和大连市公安局制定的《爆破作业安全操作规定》。上岗前对爆破作业人员做班前教育。
（5）装药结束后进行检查验收。
（6）进行爆破作业前，必须确定危险区边界，并设置明显的标志岗哨。爆破时要避开火车通行时段。人员必须全部撤除洞外。
四、超前地质预报
为了防止由于洞内施工地质灾害的发生对危房造成影响，必须做好地质超前预报工作（减震孔可起到超前预测作用）。
4.1超前探
充分利用8米深孔，根据钻进的难易及炮眼内出水情况分析掌子面前方的地质情况。特别是对前方富水地段应加强对掌子面前方的钻眼预探工作，及时对前方水量进行预测，防止突发涌水带来安全隐患
4.2掌子面地质素面：①岩性②断层③贯穿性节理④岩脉。进行地质的描述记录，绘图。然后进行处理分析数据，包括围岩级别变化及围岩变化趋势，分析掌子面前方断层破碎带等构造、软层发育分部相关性等。将收集的地质资料定期上报，针对特殊情况及时汇报。
4.3水文地质监测
（1）、水文地质监测内容①、气象观测②、地下水观测
对隧道和地下工程施工会产生突水影响的地下工程和周边有重要建筑的地下工程施工降水，需要观察地下水水位变化。
4.4技术措施
为加强施工阶段的超前地质预报工作，及时反馈设计，指导施工，本标段由项目总工程师牵头负责成立地质预报组，该组除现场地质技术人员外，将聘请富有经验的有关地质专家及设计参加，负责施工前的地表地质调查、施工中开挖工作面的地质素描、超前地质探测、地质信息整理分析与反馈，及时提出改善设计和工程对策建议意见。
建立地质预报成果报告制度。不良地质体及相邻地段，根据地质变化情况和施工需要，随时提交成果报告。成果报告内容包括地质预测预报结论性意见，对工程设计和施工应采取的措施提出建议。成果报告报送抄送驻现场设计人员和监理工程师。
五、突发性事件的安全保证措施
针对该段危房区域下穿隧道施工成立临时的强有力的管理小组，对现场的全面施工安全进行管理监督。每天派专人对危房区进行巡视，了解实地情况，排除安全隐患，同时也为后续施工提供有利信息，以指导爆破方案参数的调整。
1、安全事故应急机构
为将安全事故的损失降到最低程度，保护公司员工的生命财产安全及外界的人身财产安全，本着“预防为主，自救为主，统一指挥，分工负责”的原则，制定安全生产事故应急预案。
2、扰民突发事件应急措施
走访爆破作业周围的居民及单位，解除人们的恐惧心理。合理安排爆破作业时间，避开居民休息时间，减少扰民。争取沿线人民群众的支持，营造一个宽松的施工环境。对爆破振动影响范围内的建筑物安全状况进行细致的调查和记录，以免对震动恐慌，以及扰民纠纷做好解释工作。
3、爆破作业引起周边地表建筑物变形的预防措施和应急预案
1）沉降观测
在建筑物的四周分别布设沉降观测点，靠近隧道侧，检测点适当的加密，测量人员认真做好观测记录，一旦沉降超过预警值时，立即逐级上报，并停工召开专家论证会，采取相应的措施，如：改变施工工艺、采取加固措施。
2）筑物基础的注浆
建筑物基础下的注浆分预留注浆和开挖前注浆措施，预留注浆措施是如果当建筑物倾斜或者不均匀沉降超过警戒值2/3时根据专家意见提出的对建筑物基础底部土体进行注浆加固。
3）建筑物的隔离
施工前汇集各方做爆破实验，一般将爆破对房屋产生的震速控制在0.5cm/s以内。特殊地段根据情况特殊处理，加强对建筑物的监控，根据量测结果和时间的情况，经过专家论证，爆破最大的振速可作适当调整
4、洞内富水段涌水应急措施
1）报警及接警处置
最先发现涌水安全事故的人员，立即向技术负责人报告并采取相应的措施。当接到涌水安全事故报告后，应急救援小组立即迅速展开工作，并立即报告上级。
2）应急疏散
疏散引导小组应将事故现场作业人员按秩序引导疏散到安全地带。
3）安全防护救护
为使事故影响降到最低，应急救援的总原则为：分级负责，现场自救与社会救援相结合，救人第一的原则，现场人员应立即进行抢险工作，尽最大可能减少人员伤亡、财产损失，控制事故的扩大。
参考文献：
[1]浅议地铁下穿楼群结构物施工爆破控制技术，薛立兴；-《科学之友》-2010-10-15黄强等主编，北京：中国建筑工业出版社，2001
[2]微振动爆破有害效应控制与评估方法研究，赵常伟（导师：王海亮）《山东科技大学硕士论文》- 2009-06-01
[3]城市地铁浅埋隧道下穿危房爆破设计及振动区域划分探索 闫鸿浩；赵晓磊；李晓杰；王小红；- 《施工技术》- 2016-01-10
[4]《爆破安全规程》GB6722-2003
论文作者:孟凡微
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第14期
论文发表时间:2019/1/24
标签：地质论文; 进尺论文; 围岩论文; 建筑物论文; 隧道论文; 泥灰岩论文; 参数论文; 《建筑细部》2018年第14期论文;