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摘要：城市地铁的建设带动了沿线地区房地产开发的高潮。在开发过程中，伴随着地下空间开发利用的增多，越来越多的基坑工程在既有地铁隧道附近或者上方施工，当施工项目遇到下方地质条件较为复杂的情况时，使用传统开挖方式就开始变得难以满足工期要求，延长施工周期，提高项目成本。本文将重点介绍利用爆破的方式，进行临近地铁超深基坑的较硬岩层地质的土石方开挖作业，从而达到缩短施工周期的目的。
关键词：临近地铁施工；超深基坑；爆破施工；浅孔微差起爆；控制爆破
引言
在超深基坑施工过程中，随着开挖深度的增加，在到达中风化岩层后，岩层破除清理为制约工程土方开挖进度的重点难点，传统人工静爆和机械破除方式能保证安全和施工质量要求，但是施工周期长，耗费成本较高。爆破法具有经济、方便、快捷的特点，但是爆破不可避免会对周边地层和建筑物造成一定程度的破坏，从而影响工程安全。【1】为解决该类问题，本文将超深基坑临近地铁控制爆破施工作为重点。
一、项目概况
本项目位于深圳市福田区，属于超高层项目，基坑平均开挖深度24m左右，塔楼区域大面开挖深度28米；在基坑开挖过程中，预计石方量超过14万m³，开挖石方多为中风化花岗岩，在工期紧、体量大的情况下需采取爆破开挖。基坑紧邻地铁施工，基坑南侧为正在运营的地铁7号线，八卦岭站厅离基坑支护桩边3米，基坑西侧为正在施工的地铁6号线，目前正在进行区间隧道盾构施工。
二、爆破控制应用
在基坑石方开挖施工过程中，距地铁30m范围内石方爆破采用人工静力爆破方式，30m外采取小药量+微差起爆方式进行爆破作业，从而减小石方爆破对周边地铁影响。真正达到施工现场安全施工、加快施工效率、缩短工期、基坑变形控制的目的。
1、静态破碎
静态破碎前应根据爆破对象的实际情况（岩石性状、破碎或切割的块度等）确定所需钻孔参数、钻孔分布和爆破程序。
爆破顺序为：钻孔→药量确定→配浆→二次破碎→清理破碎体
（1）静态破碎参数选择：
钻孔采用Y24凿岩枪。根据现场进行岩石破碎试验后确定具体布孔位置。根据以往施工经验，使用矩形孔距分布，可采用钻孔参数一般为：孔距0.4m，排距为0.35m，根据破碎效果在调整孔眼参数，选取炮眼直径A=38mm。根据现场静态爆破试验确定，在本工地硬岩破碎时单位体积用药量取20-25kg/m3为宜，具体可根据实际情况进行调整。
（2）直线布孔如下图：
图1 静态破碎布孔
2、浅眼微差控制爆破
（1）浅眼微差爆破参数选择
炮眼孔距：b=（25~35）A，此处取25A；炮眼直径，A=42mm；
炮眼排距：a=（1.0~1.2）b；炮眼分布：三角型；
炮眼分布：L=H（台阶高度）+ h（超深0.3m-0.5m），炮眼倾角；a=90°
炸药平均单耗量：q=（0.3~0.4）kg/m³，采用弱松动爆破，爆破中出现的大块，采用炮机处理，不采用爆破方法解大块，防止爆破飞散物溢出。
填塞长度：Lr=（10~12）Wd，Wd为底盘抵抗线或排距：；
炮眼装药量：以台阶高度为1.0M进行单孔装药量计算；
Q=q*a*b*H=0.35*1.2*1.0*1=0.42Kg
表1 浅孔爆破参数表
图3 浅眼连续装药结构图
3、安全性测算和警戒距离
1）爆破震动的测算
根据新的《爆破安全规程》及相关经验质点震动速度公式，V=K*（Q1/3/R）a
式中：K—介质系数；a—地震波衰减指数；
R—爆区至建筑物的最近距离；
V建筑物的安全震动速度，钢筋混凝土建筑物安全振速在（2.7~3.0）cm/s，为确保安全安全振速取值为1.0cm/s，地铁的安全振动速度为1.2cm/s；
浅眼爆破时：K取值90，a取1.5，不同距离不同振动速度下同段最大装药量如下表：
表3 浅眼不同距离不同振动下安全药量计算表
控制同段最大安全药量小于安全药量，确保爆破施工安全。不同距离下爆破需要根据距离调整最大装药量，确保爆破再安全有序中进行。
2）爆破规模的控制
由于爆破作业为多循环、岩石情况多变化的工程行为，再加上周围环境的复杂，为将每次爆破影响程度降至较低水平，确定：浅孔控制爆破的孔数不超过50个，深孔控制爆破的孔数不超过20个。
3）爆破飞石的测算及警戒距离
根据露天台阶爆破个别飞石飞散距离的经验计算式：
Rr=400D/2.54
Rr——个别飞石的安全距离m；
D——炮孔直径cm（药孔直径为42cm和7.6cm）；
2.54——经验换算系数
算式适用条件——该式是露天台阶爆破中硬以上岩（矿）石，在无覆盖防护条件下，最小抵抗线方向的最大飞散点的经验算式，计算得，Rr=66.14米；
结束语
相关研究表明，在基坑和地铁隧道之间的水平距离小于4m的时候，地铁隧道所产生的沉降量与位移量都比较大【3】。在复杂地质条件下，石方开挖施工过程中地铁保护尤为重要。距地铁30m范围内石方爆破采用人工静力爆破方式，30m外采取小药量+微差起爆方式进行爆破作业，从而减小石方爆破对周边地铁影响。真正达到施工现场安全施工、加快施工效率、缩短工期、基坑变形控制的目的。
参考文献
[1]程克森．广州地铁东站南厅竖井石方爆破震动控制[J]．铁道建筑技术，2006，（1）：58-60．
[2]赵杰．地铁紧邻商业区竖井明挖水压减震降噪爆破控制技术探索[J]．产业与科技论坛，2015，（22）：63-64.
[3]欧阳先庚.基坑开挖对临近地铁隧道的变形影响[J].江西建材，2015（24）：231-232.
论文作者:朱新迪,徐玉坤,高杨,叶佐彬,包俊伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/20
标签：基坑论文; 地铁论文; 药量论文; 炮眼论文; 距离论文; 钻孔论文; 方式论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;