摘要：在不断的发展过程中，我国的施工技术在不断地完善，盾构施工如遇到地层中存在大量孤石和隆起岩石，将给盾构施工造成极大的困扰。本文通过对孤石和隆起岩石爆破工艺研究，采用多段毫秒延时起爆工艺，并给出钻孔、爆破参数、装药量等对类似工程有借鉴意义。
关键词：盾构区间；孤石爆破；工艺
盾构施工中遇到孤石及隆起岩石，采用传统的开挖取石、冲击锤破碎，不仅费用昂贵，而且时间很长，更何况需要大面积开挖占用施工场地．相比较而言，爆破法施工所需场地一般20ｍ2便可，并且通常不会破坏地下和地面建筑物，也不会伤害地面人员和车辆，总之爆破法节省、快捷、安全、简便易行。
1盾构区间孤石及隆起岩石爆破设计
采用多段毫秒延时爆破等技术措施，有效降低爆破振动的危害，具体措施如下：（1）采用毫秒延时爆破方法．炮孔直径70～90ｍｍ，临近建筑屋时须采用单孔单响，控制最大段装药量和总装药量．（2）选择适当的孔网参数．孔距、排距为50～80ｃｍ．（3）选择适当的炸药单耗．破碎岩石的炸药单耗为3．0～7．0Ｋｇ／ｍ3，但相对覆盖层的炸药单耗应小于0．05Ｋｇ／ｍ3．（4）采用孔底起爆方式．（5）对房屋等重要建筑物进行爆破地震波的实时监测．
2施工方法及工艺流程
2.1采取的爆破方式方法：
盾构孤石及隆起岩石爆破法，主要采用地下深孔控制爆破，通过盾构机排出石渣．
2.2选用爆破器材
（1）炸药选择：选用防水的乳化炸药．（2）雷管选择：1～20段非电导爆管毫秒延期雷管．（3）起爆器：电容式电火花起爆器．
2.3工艺流程
根据本工程的特点和设备等情况，盾构孤石及隆起岩石采用地下深孔爆破，具体施工流程见图1．
图1 爆破施工流程图
3盾构孤石及隆起岩石爆破参数选择与装药量计算
3.1钻孔
采用地质钻对盾构线路中的孤石及隆起岩石进行取孔，岩石（装药部位）的炮孔直径70～90ｍｍ，覆盖层的孔径比岩石孔径相应大30～50ｍｍ，为垂直孔．取孔过程中，对于覆盖层用钢护筒护孔；但若覆盖层为完整岩层，则不需钢护筒护孔．钻至设计深度后，须全部清除孔中的碎石、泥沙、泥浆，并保持炮孔畅通．最后用外径小于钢护筒内经的ＰＶＣ管，置换钢护筒．
3.2炸药单耗
为了尽量扩大“爆腔、粉碎区、裂纹区”，则该地下岩石的炸药单耗大于地面（有临空面）同类岩石的炸药单耗，一般取3．0～7．0Ｋｇ／ｍ3．但是，炸药单耗相对覆盖层而言，需满足“内部作业药包”要求，也就是能保证不破坏或扰动覆盖层及地下管线；则相对于覆盖层的炸药单耗，一般应小于0．05Ｋｇ／ｍ3．
3.3布孔
为了减少大块、充分破碎岩石，进行梅花形布孔，炮孔孔距、排距较小，一般为50～90ｃｍ，炮孔密集系数ｍ＝ａ／ｂ＝1．0～1．2，保证炮孔间“裂纹区”尽量相互多重叠．
3.4炮孔超深、超边界的尺寸要求
为了彻底破碎岩石，并应不留有欠炸岩坎，因此在盾构开挖断面外需超炸岩石．其范围是，在盾构开挖断面水平（径向）方向上的边孔，距离设计开挖边界应小于孔距；炮孔深度，应超出设计开挖边界100～120ｃｍ，即炮孔超深100～120ｃｍ．
3.5盾构孤石孔网参数及其装药量
若孤石在盾构开挖范围内，则全取孔爆破，并且在垂直方向上炮孔均穿透孤石，在水平方向上取孔超出孤石范围；若孤石仅局部在盾构开挖范围内，则在开挖范围内的岩石全取孔爆破并炮孔均穿透孤石，超出开挖边界1．0ｍ范围内的岩石也需取孔爆破但炮孔不需穿透．假设孤石到地面的距离为Ｌ，即被爆岩石的覆盖层厚度为Ｌ．进行梅花形布孔，为垂直炮孔．针对不同位置及不同厚度的孤石，其爆破参数如表1．
表1 盾构孤石爆破孔网参数及每孔装药量
3.6创建地下临空面
因为是在覆盖层很厚又不开挖的条件下，即在没有临空面的情况下实施地下盾构孤石及隆起岩石的爆破；所以即使采用大的炸药单耗，也较难充分破碎岩石而达到最长边小于30ｃｍ碎石的爆破效果．为此，创建地下临空面，为岩石的充分破碎创造有利条件，具体做法如下．（1）创建隆起岩石临空面：在隆起岩石中取空孔（不装药），其位置在第一排居中炮孔附近，距离装药炮孔15～20ｃｍ，均匀布置2～4空孔，深度超过装药炮孔1．0ｍ，空孔直径100ｍｍ以上．空孔包围的炮孔最先起爆，其它炮孔滞后逐步起爆，如图2，图中1ＭＳ、3ＭＳ～13ＭＳ是毫秒雷管段别号．
图2创建隆起岩石临空面的炮孔布置及起爆顺序示意图
（2）创建孤石临空面：在孤石的边界土层中，布置2～3炮孔，这些土层炮孔与第一排孤石炮孔平行，深度超过孤石炮孔1．0ｍ，土层中炮孔直径尽量小．土层单炮孔装药量为孤石第一排单炮孔装药量的20％～40％，土层炮孔采用1段雷管最先同时起爆，由此在孤石边形成空腔，此空腔便为孤石第一排炮孔的临空面；孤石炮孔起爆时间应滞后100ｍｓ以上，如图3，图中1ＭＳ、6ＭＳ～14ＭＳ是毫秒雷管段别号．
图3创建孤石临空面的炮孔布置及起爆顺序示意图
结语
盾构区间孤石处理应本着当地面具有处理条件时，首先考虑地面处理，若不具备条件则采用洞内处理的原则．应根据孤石的大小、位置、形状、周边环境和施工风险等因素确定具体处理方法．施工过程中，通过对孤石与隆起岩石爆破工艺研究，在工程实践中盾构孤石及隆起岩石爆破后，块度最大边尺寸小于30ｃｍ，满足盾构施工要求．
参考文献：
［1］王鹏华.不同地质条件下盾构工程孤石处理工艺及实例［J］.隧道建设，2012，32（4）：571－575.
［2］吴载清.跨海盾构区孤石及基岩凸起处理施工关键技术［J］.江西建材，2016，（5）：181－183.
论文作者:黄龙兵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/20
标签：盾构论文; 岩石论文; 炸药论文; 药量论文; 土层论文; 地下论文; 雷管论文; 《基层建设》2018年第20期论文;