总727期第二十九期
2020年10月河南科技
JournalofHenanScienceandTechnology
交通与建筑
地铁暗挖隧道下穿建筑物群爆破控制施工技术分析
雷庚洋
（中建交通建设集团有限公司，江苏
徐州221100）
摘要：地铁暗挖隧道施工很容易影响附近的地表建筑物，为了保障隧道施工的顺利开展，施工单位必须对
爆破施工进行有效控制，同时采取一定的加固措施，确保地表建筑物的安全。因此，本文首先介绍了爆破产生破坏的机理，然后分析了地铁暗挖隧道下穿建筑物群时爆破开挖过程的控制方法，最后探讨了具体的爆破效果，总体达到预期目标。
关键词：地铁暗挖隧道；下穿建筑物群；爆破控制中图分类号：U231.3
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2020）29-0096-03
AnalysisonConstructionTechnologyofBlastingControlforUnderground
ExcavatedMetroTunnelsUnderpassingBuildingGroup
（ChinaConstructionCommunicationsEngrg.GroupCo.,Ltd.，XuzhouJiangsu221100）
LEIGengyang
Abstract:Theconstructionofundergroundtunnelsforsubwayseasilyaffectsnearbysurfacebuildings,inordertoen⁃surethesmoothdevelopmentoftunnelconstruction,theconstructionunitmusteffectivelycontroltheblastingcon⁃structionandtakecertainreinforcementmeasurestoensurethesafetyofthesurfacebuildings.Therefore,thispaperandtheexpectedgoalwasachievedoverall.
firstintroducedthemechanismofblastingdamage,andthenanalyzedthecontrolmethodoftheblastingexcavationprocesswhenthesubwaytunnelwasundercutunderthebuildinggroup,finallydiscussedthespecificblastingeffect,Keywords:undergroundexcavatedtunnel；underpassingbuildinggroup；blastingcontrol徐州市轨道交通3号线铜山副中心站～铜山新区站区间为矿山法暗挖区间，起点里程为左DK19+117.500（右DK19+117.500），终点里程为左DK20+1.077（右DK20+0.465），区间总长为1522.965双线米。该线路出铜山副中心站后向南行进，依次穿过军用铁路、玉泉河、师大人才公寓15#办公楼、铜山区新汇热电有限公司办公楼及居民楼后向西拐至长江西路，依次下穿石榴园小区，侧穿南洋国际住宅小区、竹园小区、康乐园小区，下穿无名山公园后向南拐至黄山路，继续向南行进到达铜山新区站。区间隧道采用矿山法开挖，正线隧道断面采用单洞单线标准断面，区间隧道主要穿越（11）2-3中风化灰岩。
1
爆破产生破坏的机理
受拉破坏区、受剪破坏区以及压碎区。其中，出现直接破坏和扰动破坏的围岩主要是受拉破坏区、受剪破坏区以及压碎区，围岩的松动范围主要涉及这三个部分。与爆破噪声和冲击波超压相比，振动区有更广的影响范围，也就是说，在城市隧道施工过程中，爆破产生的振动会影响附近的地下管道和建筑物。为了在隧道施工中有效保护附近建筑物和地下管道，爆破时要对振频和振速进行严格控制。其中，振速控制尤为重要，在确定具体振速时要对爆炸应力场和岩石爆破损伤场进行准确计算。另外，在实际的施工过程中，要制定施工安全规范，确保其科学性和合理性，工作人员必须充分考虑施工隧道周围的岩石特性和具体环境［1］。
22.1
爆破开挖过程的控制合理选择爆破参数
通常，人们采用柱状装药爆破的方式进行隧道爆破，在进行爆破的过程中，被破坏的围岩可以分为受振动区、
收稿日期：2020-09-22
在确定振速时，施工人员需要充分考虑爆眼设计和
作者简介：雷庚洋（1996—），男，本科，助理工程师，研究方向：地铁暗挖隧道矿山法施工。
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地铁暗挖隧道下穿建筑物群爆破控制施工技术分析
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装药量。通常，浅埋隧道爆破使用三种技术，即毫秒延时爆破减振技术、预裂爆破隔振技术以及减振掏槽爆破技术。为了达到良好的减振效果，本研究项目综合应用毫秒延时爆破减振技术和减振掏槽爆破技术，并采用斜眼楔形掏槽，这主要是因为该隧道的岩石为震旦系中、微风化混合花岗岩，比较坚硬，具有良好的整体性。另外，工作人员需要利用每循环计算公式计算相应的爆破参数。
Q=q×S×L
（1）
式中，Q为隧道爆破需要的总炸药量，kg；q为爆破1m3岩石所需要的炸药量，kg，具体大小需要结合实际施工情况和相关资料加以确定；S为需要开挖爆破的面积，m2；L为炮眼深度，m，其主要参考掏槽眼深度来确定。
通常，爆破用炸药总量的30%～35%都用于掏槽眼，还有40%～70%应用于周边和辅助眼，并且隧道断面的大小、炮眼利用率、岩性以及装药方式等都会直接影响单位用药量。炮眼数目的计算公式为：
N=qs/r
（2）
式中，N为炮眼数目，个；q为1m3消耗的炸药量，kg；s为开挖断面面积，m2；r为每米炮眼长度装药量，kg/m。
为了充分保证下一循环过程中残留炮眼痕迹的爆破效果，应将每循环进尺的1.1～1.2倍确定为隧道施工的炮眼深度［2］。
2.2
过建筑物段钻爆设计
管、2号岩石乳化炸药等爆破器材进行微差爆破。
2.3
在爆破施工过程中，为了充分保障附近建筑物的安全，除了合理设计过建筑物段的钻爆之外，还需要采取注浆加固等方式对建筑物进行保护。
首先，合理制定加固方案。目前，应用比较广泛的加固方案主要有三种，即部分超前注浆加固、地面注浆加固与超前注浆加固相结合、超前注浆加固。在进行注浆加固施工的过程中，工作人员要充分考虑隧道与建筑物的相对位置关系、建筑物桩基深度等影响因素。
其次，结合工程实际情况，开展地层超前预注浆加固施工，主要采用超前预注浆加固方案配合超前小导管。
再次，确定掘进参数［4］。工程施工采用台阶法，完成上台阶的爆破施工后，要及时将混凝土喷射到开挖面，厚度要保持在2～5cm，之后将土体及时封闭。为了最大限度地降低隧道水平收敛和沉降，要将锁脚锚杆设置在墙角和每榀钢架的上下部拱角处。
之后，开展隧道初支背后回填注浆施工。现场工作人员要将Φ32mm的焊接钢管预埋在初支拱部，每环3m设置3根焊接钢管，每根长为250mm。初支闭合长度达到相关规定和要求后，将水泥浆压注其中，使围岩能够与初衬紧密结合。
然后，开始进行建筑物变形补偿注浆施工。采用Φ50mm硬质PVC管作为袖阀管，在钻凿注浆孔的过程
建筑物安全控制策略
在设计和研究隧道爆破方案的过程中，要充分考虑隧道周围环境、围岩情况以及控振要求等。经过综合考虑，本研究项目最终决定采用上、下台阶法分别进行起爆。在爆破施工过程中，为了充分保障特殊地段建筑物的安全，要充分考虑一些具体建筑物的结构特性，一般主要采用短进尺光面微差爆破技术进行特殊地段的爆破施工，充分保障地层的稳定性，同时要根据相关规定和设计要求确定振速。目前，通常采用“三多一少”的方法进行爆破作业，即多段、多次、多空以及微量。每次齐发爆破药量需要逐次减少，最大限度地减轻周围岩体受到的爆破扰动，进而降低地震波强度，同时要严格控制爆破振速，有效降低附近建筑物受到的影响［3］。
另外，为了使光面爆破达到最好的效果，施工人员要严格控制周边炮眼的钻孔效果。在开挖轮廓线的过程中，炮眼间距的误差应控制在50mm以内，并以隔孔装药的形式设置周边眼，以集中装药的形式设置辅助眼。同时，炮眼的外偏斜率应控制50mm之内，深度误差应控制在100mm以内。如果内圈眼的孔深超过2.5m，那么应以周边眼的斜率为标准使内圈眼斜率保持一致。从光面爆破的具体质量要求来看，硬岩的眼痕率应超过80%，中硬岩的眼痕率应超过50%。本研究项目中，由于隧道主要穿过震旦系中、微风化混合花岗岩，因此钻孔直接采用YT28风钻钻孔，深度为42mm。然后，采用非电毫秒雷
中,注浆孔之间保持330mm的间距。采用Φ22mm焊接钢管作为花管，长度应保持在0.6～1.0m，并在其四周钻凿一定数量的泄浆孔，一般为12～18个，布设要均匀。采用Φ22mm焊接钢管加工制造注浆心管，每节长度根据实际需要而定，在本研究项目中，每节长度均为2m。注浆心管与注浆花管采取丝扣连接方式，主要用来输送浆液。
最后，进行隧道堵水注浆。在注浆过程中，人们应严格遵循从下到上、由四周向中间的原则，充分保障注浆施工的顺利开展。
2.42.5
爆破振速的检测
爆破前，工作人员要在离爆源最近的建筑物地表附近安装好爆破测振仪。
有效控制爆破飞石
2.5.1控制飞石的产生。在爆破作业中，要想有效
控制飞石的产生，就必须做好两个方面的工作：一是有效控制单孔药量；二是严格把控炮眼填塞的质量。具体来说，在开始装药之前，工作人员要核实炮孔的深度和抵抗线，并以此判断单孔药量的标准。如果单孔装药量出现较大误差，则很容易引发孔口冲炮、飞石等现象。另外，工作人员要充分考虑开挖面的实际地质情况，断层带或者软弱带可以不装炸药或者减少炸药用量，而硬岩段应适当增加炸药用量。除此之外，炮眼填塞的密实度和长度必须严格执行相关规定，使爆破能量尽可能地作用在
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围岩上［5］。
2.5.2
地铁暗挖隧道下穿建筑物群爆破控制施工技术分析
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及时撤出爆破范围内的所有机械设备，同时所有现场工作人员要及时撤出到安全距离以外的区域。在进行基坑爆破的过程中，工作人员可以采取相应的软防护措施，比
防护飞石的措施。爆破前，现场施工人员要
3%。该工程整体上取得良好的控制效果，并且光爆平面比较平顺［6］。
4
结语
在设计城市地铁爆破开挖方案的过程中，人们需要全面考虑断面搭设、围岩条件等各个方面的影响因素。特别是在建筑物下穿施工的过程中，振动爆破要求较高，因此爆破设计、爆破眼布置、装药量确定等工作一定要严格遵守振速控制标准。在进行爆破作业的过程中，要严格控制关键环节和细节，同时要切实做好安全防护工作和监控测量工作，并以检测信息为依据对爆破参数进行及时调整，从而确保振动控制与爆破开挖工作的顺利开展，最终充分保障周边环境与爆破施工的安全。
参考文献：
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［3］赵瑜，熊健.暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道施工控制［4］易志伟，张志强，王鸣冠.城市环境下浅埋隧道爆破振动对下穿建筑物影响分析［J］.四川建筑，2018（2）：134-136.
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如将沙袋、橡胶垫等设置在炮眼位置，同时要采取一定的硬防护措施，比如将钢板覆盖在井口位置，通过综合运用软防护措施和硬防护措施，将爆破飞散物的扩散有效隔断。
3
爆破的效果
本研究项目所处地区地质情况相对复杂，变化较大，部分岩层过于坚硬，而部分岩层又非常破碎。针对这种情况，为了充分保障光面爆破效果，并有效控制爆破振动速率，使其保持在1cm/s，硬岩和中硬岩应将周边眼的装药集中度分别控制在0.3～0.4kg/m和0.15～0.25kg/m，与此同时周边眼的最小抵抗线应设置为50cm。若采取以上控制措施并在爆破施工中根据实际情况不断改进，则在爆破能量通过建筑物时，通常能够将爆破振动速率控制在0.8～0.9cm/s。如果各个方面都能够进行有效的控制，人们甚至可以将爆破振动速率控制在0.5cm/s，但是就目前的施工技术来看这种理想状态的实现难度较大，再加上其他各个方面因素的影响，所以现阶段只有7%左右的工程施工能够达到这个标准。另外，若某一方面的参数设置不够精准或者某些方面的辅助工作存在缺陷，则偶尔会使爆破振动速率超过1cm/s，极少数情况下会使其超过1.2cm/s，这大概占工程施工总数的
分析［J］.工程技术，2016（12）：113.
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