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青岛地铁钻爆法施工的减振经验(1)

来源：知库网

第10卷　第5期1998年9月　　　西部探矿工程　(岩土钻掘矿业工程)

青岛地铁钻爆法施工的减振经验

郭新成

(青岛地铁办公室　青岛　266022)

摘　要　重点介绍了工程爆破在减小地震效应的主要经验和做法关键词　工程爆破　地震效应　减振措施　

0　前言

1.4　机械予切槽

利用矿山钻爆法进行地铁隧道施工时,在爆破过程中形成的爆破地震效应,当振动超过一定限度后,会引起建筑物的裂损与破坏,并影响居民的身心健康及城市的正常生活。随着城市的地下工程和地铁建设的日益开展,爆破地震效应成为亟待解决的重要问题之一。对90%以上的线路采用钻爆法施工的青岛地铁一期工程而言,如何减小爆破地面振动效应,有着极其重要的现实意义。

1　几种减振方法

由于切槽的存在,使得爆破时产生的弹性波向地面传递受抑制,相当于在隧道内沿周边预设一圈减振器,从而大大地减少了地面振动的水平,有关资料显示,采用机械预切槽法爆破引起的地面振动速度仅为传统钻爆法的1󰃗3左右。1.5　合理调整爆破参数(1)采用不偶合装药:可以降低爆炸对孔壁冲击压

力,减少粉碎区,激起应力波在岩体内的作用时间加大,加大了裂隙区范围,炸药能量利用充分,地震波相对较小;(2)采用反向装药:反向爆炸时,爆一气体在炮眼内作用的时间长,加强了冲击波的作用,较正向装药的地面振动也小;(3)合理确定一段最大装药量:实践表明,通过合理的爆破设计,在困难地段使药量分散化、微量化,是减小地面振动的有效手段。

2　工程实例

炸药在岩石中爆炸时,炸药的潜能瞬时释放,爆炸

应力波(爆炸在岩体中激起的应力传播)在距炸点不同距离的区段内可表现为冲击波、炸性应力波和地震波。冲击波在传播过程中能量损失大,衰减快,随后为压缩应力波,以声波速度传播,衰减很慢,在此期间,岩石不受破坏,只产生弹性振动,从而并引起爆破地面振动效应。

爆破界人士对爆破地震效应的不断探索积累不少宝贵减振经验和方法:

1.1　微差爆破

下面以青岛地铁试验段工程为例进行分析。

2.1　工程概况

青岛地铁试验段包括水清沟站～青纺医院站区间和青纺医院站车站,全长1455.89m,车站采用单拱大跨双层形式,最大宽18.4m,最大高13.6m,长196m,在国内地铁施工中尚属首例。区间采用单线双洞形式,埋深10m～20m不等。区内地层较为简单,表层有人工杂填土厚度2.5m以内,基岩为花岗岩,裸露—半裸露于地表,并形成厚度不大的风化带。

试验段地处主要街道和闹市区,隧道上方有多处砖房,基础距隧道拱顶最近处只有4m。局部隧道拱顶距马路表面只有2m～4m,且有四条给排水干管通过,管底距拱顶1.5m～2m,爆破外部环境条件较差。

2.2　确定评价爆破振动效应的标准

微差爆破是一种爆破减振的有效手段。尽管目前对微差爆破的破岩原理还没有一个统一的认识,但微差爆破能够降低爆破产生的地震效应,有效地防止围岩和地面建筑物的损坏,却早已被行业所认可。据有关资料表明,微差爆破在降低地震效应方面比齐发爆破降低1󰃗3～1󰃗2,微差爆破已被大部分城市的爆破工程采用。

1.2　预裂爆破

预裂爆破首先在开挖轮廓线上形成一道裂缝,以隔断主爆药爆破的作用,一方面减小对保留岩体的破坏作用,另一方面能够起到减小地面振动效应的作用。

1.3　光面爆破

国内对于爆破振动效应的研究始于20世纪60年代,尽管至今仍未建立完整的可靠理论,但经长期研究,对施工爆破引起的地面振动的基本规律有了较为明确的认识,并形成了评价爆破振动效应的基本标准。

不可否认,光面爆破在一定程度上能够起到减振作用。

West2ChinaExplorationEngineering

Vol.10№5

Sep.1998

爆破振动效应与爆破作业方式、装药量、炸药的埋置深度、爆源介质参数、局部地质条件及爆心距等因素有关,制定评价青岛地铁施工爆破振动效应的标准,必须根据青岛市地铁沿线实际情况,结合国内外实践经验,参照国内有关规程、规定,制定切实可行的评价爆破振动效应的标准。

综合国内外现有资料和通过对青岛地铁线路及地面建筑物人口分布情况的调查研究,对照国标《爆破安全规定》,类比青岛地下工程,我们GB6722—86

确定:交通主干道爆破振动速度控制在5cm󰃗s以内,对于危房爆破引起的其基础表面质点振动速度在1.0cm󰃗

s以内。2.3　减振动经验

2.3.1　合理选择一次起爆最大药量

面,并将掏槽眼布置于开挖端面的下半步,可增大爆心距,取得良好的爆破效果。

2.3.3.6　清孔装药。装药前将炮孔内的石屑、杂物用

水冲净。

2.3.3.7　走访爆破作业周围地区的居民及单位,说明

爆破产生的振动是有控制的,不会对房屋结构和人员造成危害,做好群众工作,解除人们的恐惧心理。

2.3.3.8　爆破作业安排在白天大部分人上班时进行,

减少扰民。

2.3.3.9　施工期间坚持量测和记录振动。施工监测与

信息反馈是进行动态设计施工的关键,根据监测信息及时调整爆破参数,使施工更安全、迅速和经济合理。

4　结束语

4.1　地铁试验段通过合理的减振措施和先进的爆破国内外实践证明,爆破产生的地面振动速度与炸药的反应期间产生的能量成正比,与离开爆破地点的距离成反比。根据对现场多次监测,将测得数百个数据进行回归,得到一次起爆药量和安全距离、爆破振动速度三者关系回归经验公式:

V=k(R󰃗Q)-m工艺,安全地通过了城市交通主干道和旧砖房,工程质量良好,地下管线无破损,为下步青岛地铁一期工程全线实施浅埋暗挖钻爆法施工,在减小爆破振动方面积累了一定的经验,对国内其它与青岛地质情况类似城市的地铁修建也值得借鉴。

3.2　地铁在矿山法施工中的爆破振动,是能通过合理

　　一次起爆最大药量Qmax=R2(V安调整爆破设计参数进行控制的。“一段最大用药量”是

󰃗k)

最为关键的因素,要根据施工和量测数据及时进行调整,使之便趋合理。

3.3　对于满足地下洞室稳定性计算所确定的合理埋

式中R——爆心距监测点的距离,单位为m;V安——建筑物允许的安全振动速度,单位为cm󰃗s;k——介质系数,200～500。

2.3.2　其它主要爆破参数

深条件,采用钻爆法施工,只要针对工程现场的地质条件,采用合理的爆破方法和适当的减振措施,都能完成施工作业。

3.4　在实施爆破之前要进行宣传。一般在市区当质点

炸药种类:2#岩石炸药和乳化油炸药;

起爆网络及方法:复式网络,非电起爆塑料导爆管系统,毫秒微差有序起爆,采用孔内外微差,为减小和避免叠加,微差为50毫秒。

循环进尺:1m,每天两个循环,日进尺2m󰃗d。

2.3.3　主要减振措施与经验

峰值速度超过1cm󰃗s时,便会产生强烈的怨言,但事实上如果事先知道振动,人的忍受力会大大提高,从而使这种“骚扰”能被人们善意地接受。

3.5　青岛地铁施工中的爆破地面振动效应,尚需进一

提高爆破工艺,采取有效减振措施是提高爆破施工质量和降低地面爆破振动效应的重要手段。

2.3.3.1　严格按爆破设计控制炮眼的装药量,通过合

步研究,我们也热诚欢迎爆破界专家就青岛地铁钻爆法施工的方方面面提出建设性的意见。

ExperienceofReducingVibrationintheConstruction

ofQingdaoSubwaybyDrillBlasting

GuoXincheng

(OfficeofQingdaoSubway,Qingdao266022)

Abstract　Mainlyintroducetheexperienceandwayofreduc2ingseismiceffectintheengineeringblasting.

Keywords　engineeringblasting　seismiceffect　vibration2reducingmeasure

理的爆破设计,在困难地段采用小循环、短进尺使药量分散化、微量化。

2.3.3.2　尽可能增加雷管段数。

2.3.3.3　采用光面爆破,周边眼钻眼时尽量做到周边

眼平行,炮眼垂直钻入,眼痕可见率达80%以上。

2.3.3.4　在围岩节理发育带,增加周边双排缓冲孔,

减少地震效应对围岩的扰动,增强围岩自稳能力,避免塌方和片帮。

2.3.3.5　采取斜眼掏槽,掏槽体积大,增大爆破临空

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