青岛地铁集团有限公司 山东青岛 266000 中铁十四局集团隧道工程有限公司 山东济南 250000
摘要：青岛地铁4号线海泊桥站需下穿运营中的杭鞍高架桥，传统的楔形掏槽方式已很难满足施工对爆破振速的要求。本文结合工程实际优化爆破方案，采用了大直径空孔龟裂掏槽爆破方法。实践表明：采用大直径空孔龟裂掏槽爆破方法，峰值振速由1.3cm/s降低到0.7cm/s，具有较好的爆破振速控制效果，对城市地铁暗挖车站下穿小净距建（构）筑物爆破振速控制具有很好的借鉴意义。
关键词：大直径空孔；龟裂掏槽；暗挖车站；下穿高架桥
0 引言
本文结合工程实际和既有青岛爆破施工经验[1-6]，在暗挖车站下穿高架桥采用大直径空孔龟裂掏槽方法，通过对爆破振动信号进行采集分析，取得了较好的振速控制效果，得到了较好的城市地铁隧道下穿高架桥施工爆破减振经验。
1 工程概况
青岛地铁4号线海泊桥站大里程端约100m，主体结构位于杭鞍快速路高架桥引桥下方，该引桥为3跨连续梁桥，桩基础；桩为端承桩，桩底为微风化花岗岩，桩长5~12m，桩径1.2m，每个承台下方有两根桩。桩底与主体结构拱顶的最小距离约4.76m。杭鞍快速路高架桥主桥位于车站南侧，该桥为多跨连续梁桥，桩基础；桩为端承桩，桩底落在微风化花岗岩上，桩长6~11m，桩径1.5m，每个承台下方有两根桩。承台与车站主体外轮廓的最小水平距离约4m[7]。
2 原方案设计及振速分析
本工程的爆破设计楔形掏槽方式，主掏槽段位为1段，后续段位结合楔形掏槽布置辅助孔及周边孔。炮孔设置及装药参数见图1、图2及表1所示。施工爆破前将测振仪布置在测点上，本工程布置在振源的地表投影位置，且监测点位置随掌子面推进持续跟进变化，本工程采用中科测控TC-4850爆破测振仪，振动时长设定为2s，采样率设置为8K，读数精度设为1‰，触发天平选择为0.01cm/s，传感器布置时，Z轴表示垂直方向，X轴表示与隧道的纵向平行，Y轴表示与隧道的纵向垂直。本工程要求爆破振速应控制在1.5cm/s以内。当靠近桥桩时，为准确监测桥桩所受影响，桥墩与地表投影位置均布置测振仪进行监测。
工程在推进过程中，爆破振源逐渐接近高架桥桩，桥桩振速监测数值逐渐增大。靠近桥墩地表处最大爆破振速为1.3cm/s，从爆破监测波形图看，爆破振动最大处集中在1段，即掏槽部分。
3 爆破方案优化
因此为了更好地控制掏槽部位爆破振动，本工程采用龟裂掏槽的形式[8]。在首段采取装药孔与空孔间隔的方式，为后续的掏槽提供条状自由面，减少岩体的夹制作用，起到减少振速的目的。
本工程实施中结合潜孔钻机，将空孔的直径从40mm提升到160mm，于断面中部偏下距底面1980mm设置4个大直径空孔，净距400mm，相邻空孔之间设置炮孔，装填1段雷管及0.6kg炸药，起爆后创造一定自由面后，后续部位继续进行扩挖，除掏槽进行调整外，辅助孔、周边孔与进尺整体方案不变，详见见图3、图4及表2。
大直径空孔的意义在于为1段雷管爆破时提供自由面，同时消耗爆破产生的竖向能量，本优化方案可以减少1段装药量，由3.6kg降为1.8kg，减少1段雷管对应的爆破振速。1段雷管的炮孔区域爆破后，于中心形成竖向长条状自由面，减少了3段雷管爆破岩体的夹制作用，同时减少3段雷管对应炮孔排距，使振速进一步得到控制。
4 振速控制效果对比
采用大直径空孔龟裂掏槽后，继续对爆破振动信号进行监测验证控制效果，X、Y、Z方向监测波形见图6所示。
图5 优化方案爆破振速波形图
对照方案优化前后的波形图可以发现，施工爆破的峰值振速出现在3段，1段雷管对应产生的峰值振速已明显减小，3段雷管对应产生的峰值振速由于1段已预先提供自由面得以控制，后续爆破段位由于自由面的充分提供也得到了有效控制。在爆破产生的效果近似的情况下，峰值爆破振速由1.3cm/s降低到0.7cm/s左右，减少约50％。
5 结论
采用大直径空孔龟裂掏槽方案后，现场监测的桥桩爆破振速均在1.0cm/s以内，小于设计要求的1.5cm/s，能够满足工程要求，效果明显好于原方案，同时更能够保障上部高架桥的安全，对城市地铁暗挖车站下穿小净距建（构）筑物爆破振速控制具有很好的借鉴意义。
参考文献：
[1]赵继增,孙毅.青岛地铁隧道掘进的爆破控制及减振方法：青岛地铁试验段青纺医院车站[Ｊ].地铁与轻轨，1998（2）：25-30．
[2]王仁涛，王虎，宋凯.青岛地铁超浅埋段爆破振动监测数据特征研究[Ｊ].中国安全生产科学技术，2015（12）：72-78．
[3]何闯，王海亮.地铁暗挖车站多级楔形掏槽微振动爆破参数研究[Ｊ].隧道建设，2016（8）：941-946．
[4]张祖远，王海亮．大直径中空孔直眼掏槽微振动爆破参数研究［J］．隧道建设，2015，35(2):174-179．
[5]王军涛，王海亮，杨庆．城市硬岩隧道减振爆破直眼掏槽技术应用及实践［J］．隧道建设，2014，34(6):564-568．
[6]琚振鹏，王海亮，张亮．基于三种不同爆破方案侧穿建筑振动控制研究［J］．勘察科学技术，2015(1):6-11．
[7]《青岛市地铁4号线工程施工图设计海泊桥站车站结构与防水车站主体结构-初期支护预接口设计图》，中铁二院工程集团有限责任公司（2017年10月）
[8]邵海清，涂春根.双耳龟裂掏槽形式在岿美山井巷掘进中的应用［J］．有色冶金设计与研究，2012,33(6):2-3,6.
论文作者:王海峰,赵旭光,刘修义
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/10
标签：龟裂论文; 高架桥论文; 直径论文; 地铁论文; 桥桩论文; 工程论文; 车站论文; 《防护工程》2018年第36期论文;