复杂边界条件下地铁车站爆破控制技术研究

复杂边界条件下地铁车站爆破控制技术研究2016年8月8日1精选ppt课件目录一二三四工程简介周边环境爆破施工要求爆破方案的选择隔震孔施工五六中心区掏槽爆破参数的确定2精选ppt课件七八九十主体爆破参数的确定装药、填塞与网络连接技术要求主要安全措施环保措施十一结束语3精选ppt课件一、工程简介学院东路站位于和平大道与学院东路交叉口西侧，和平路与三八河之间绿化带内。车站总建筑面积1.34万平方米。车站为两层岛式车站，车站总长262.2m，总宽19.7m，共设3个出入口，2组风亭。车站主体采用明挖法施工，3号口过街段采用暗挖法施工，路侧段采用明挖法施工。本基坑需爆破的岩层为中风化石灰岩，爆破工程量约为5735m3。4精选ppt课件二、周边环境车站站址北侧为在建地上22层提香湾小区楼，其地下室距离主体结构基坑约70m，车站东端头井东南侧是学院路桥，车站站位南侧6-8米处为三八河河道，车站主体基坑北侧紧靠三道中河桥。车站北侧紧临和平大道，和平大道现状道路宽约40m，主车道为双向8车道、2个人行道，中间绿化带宽4米，道路较宽，交通流量较大。图1学院东路站周边环境图5精选ppt课件三、爆破施工要求（1）能极大地减少震动和冲击波产生的危害，有效防止飞石，保证周围建筑物、人员、车站围护结构及既有构筑物等设施的安全。（2）爆破的岩石“开裂、凸起、松动而不飞散”，岩石破碎效果好，爆破碎石便于加快清运作业速度。（3）尽量减少爆破施工噪声及粉尘的污染。6精选ppt课件四、爆破方案的选择该工况条件下实施难点在于待爆岩体周围已建有地连墙，当爆破中心距地连墙的距离（R）小于10m时，一次最大起爆药量（Q）相应减少，无法保证单个炮孔正常装药，所以在爆破作业时必须综合运用较复杂的技术措施，才能安全地完成工程的爆破任务，又使已建的地连墙不受爆破振动、飞石等有害效应的损坏。为此，我们把本工程的爆破任务分成下列几个步骤进行，见示意图2。图2学院东路站基坑爆破作业分步示意图7精选ppt课件四、爆破方案的选择（1）预钻隔震孔：在距离地连墙的适当位置处，预钻隔震孔（图2中粗点划线所示矩形为预钻隔震孔的理想位置）。这一步的目的是在矩形区内的岩体后续爆破时，防止爆破振动对地连墙造成损坏。（2）中心区掏槽爆破：在图示的六角形中心区域先进行掏槽爆破，以取得后续爆破需要的临空面。因待爆岩层厚度普遍在3米左右，又必须严格限制一次起爆药量，故爆破开挖只能是采用“小机施工，浅孔松动爆破，机械配合开挖”的方案（孔径40mm）。这一步主要考虑爆破区的外缘不能与地连墙靠得太近，设计要点是掏槽爆破时为保护地连墙不受爆破振动危害，需要控制一次起爆药量限定值。（3）矩形区内岩体的后续爆破（这一部分所含方量最大，可简称“主体爆破”）。（4）地连墙与隔震孔之间的环形区：这一部分的岩体必须用机械方法进行破碎、清理。8精选ppt课件五、隔震孔施工为了保证周边地连墙体及保留岩体的安全性，首先需要预钻隔震孔，把周边地连墙体与余留需要爆破的主体部分分开，以阻断爆破振动的直接传播。其具体要求确定如下：

（1）隔震孔孔径及超深：隔震孔采用90mm钻机布孔，取超深值为1m。即在台阶高度为3m时，预钻隔震孔深度为4m。（2）隔震孔的位置及孔距：1）隔震孔与地连墙体内壁的间距a：原则上应尽量缩小，这样可以减少后续的机械作业量。而限于作业机械的结构，a值也不可能很小。实际施工时应根据作业机械可能接近墙体的实际限度确定。2）隔震孔之间的孔距b：b值越小，隔震孔越密，减震的效果越好，当然也带来钻孔作业量的加大。b值越大，隔震孔数量减小，虽然减小了钻孔作业量，但会影响减震的效果。对此，我们将进行试爆以确定合适的b值。9精选ppt课件五、隔震孔施工（3）确定b值的试爆方案：1）确定试爆位置：进行两次试爆以最终确定有关参数。通过现场会商后确定试爆的位置，包括第一试爆区（含测振点，下同）及第二试爆区。要求试爆区长度不短于30米。2）预钻孔：在30m长的试爆区内预钻隔震孔，并达到设计要求的孔深。隔震孔与墙体间距a根据实际情况确定，第一次试爆时隔震孔的孔距b定为0.5m。3）第一次试爆方案：见示意图3，在试爆区中部距离地连墙体内壁10m的位置布试爆药孔，孔距1m，孔深2.3m（按台阶高度2m）。试爆时每孔装Ф32mm药卷炸药共1.0kg，按一次最大起爆药量1.5kg计算，需打试爆孔2个，实际装药量合计1.5kg，孔内均用毫秒延期电雷管，孔外串联起爆。对应所布药孔的墙体内壁根部为试爆测振点。按要求填塞并做好安全警戒后，进行试爆，同时取得测振结果。10精选ppt课件五、隔震孔施工图3第一次试爆方案示意图11精选ppt课件五、隔震孔施工4）第一次试爆后的结果分析：第一次试爆时，一次起爆药量为1.5kg，装药中心与保护体距离10m。将测振结果与同等条件下按《爆破安全规程》所列公式计算结果比较，评估所采取的布设隔震孔的减震措施效果。根据其效果，由技术负责人决定第二次试爆方案。原则上，第二次试爆只改变试爆药孔与被保护墙体的距离，试爆结果要求：一次起爆药量为1.5kg时，装药中心与保护体距离缩小至接近所设隔震孔时，墙体所承受的振速仍在安全允许振速10.0cm/s的范围以内。在维持隔震孔孔距0.5m不能达到要求时，应减小隔震孔孔距，即加密布设隔震孔，最终取得合适的隔震孔孔距b。12精选ppt课件五、隔震孔施工（4）隔震孔布孔图

预钻隔震孔水平布置图见示意图4（仅为作业区的左上角部分）：图4预钻隔震孔水平布置示意图13精选ppt课件六、中心区掏槽爆破参数的确定预钻隔震孔后，就可以开始进行爆破作业。第一步，首先要在图2所示的六角形中心区域先进行掏槽爆破，以取得后续爆破需要的临空面。因需要采取小机浅孔作业，方案规定：在作业高程大于2m时，进行分层作业，使最大作业台阶不大于2m。这时的爆破作业各参数如下：（1）钻孔直径：中心空孔采用潜孔钻机钻孔，孔径90mm；爆破孔采用40mm小型钻机布孔，装Ф32mm药卷。（2）布孔：孔距1m，列距0.9m。布孔区长6m，宽3.6m，见示意图5。14精选ppt课件六、中心区掏槽爆破参数的确定图5中心区掏槽爆破布孔示意图说明：1）图5中布孔五排，第3排孔布置在东西（长度）方向的中心线上，1~5排中的孔数依次为5、6、7、6、5个，呈三角形布孔，按南北（宽度）方向的中心线对称排列。孔距为1m。各排之间的列距为0.9m。15精选ppt课件六、中心区掏槽爆破参数的确定2）图例：●

表示中心空孔，1个，处于待爆区中心位置；垂直钻孔，直径90mm，超深0.5m，仅作为提供临空面，不装药。

◎

表示楔形掏槽孔，4个，布置于图中2、4排的中部位置；倾斜钻孔，倾斜方向指向中心孔，倾斜角度为15~20°，超深0.3m。

○

表示其余的一般炮孔，24孔；垂直钻孔，超深0.3m。合计29孔。（3）掏槽爆破的单耗：根据资料介绍及以往的经验，初选单耗0.60kg/m3。（4）初算总装药量：计算求得布孔面积18m2，按平均高程2m计，中心区首次掏槽爆破的破碎体积约为36m3。则首次掏槽爆破的总装药量为：36m3×0.60kg/m3=21.6kg（5）单孔装药量的确定：1）各孔装药系数：确定一般炮孔的装药量为1，则楔形掏槽孔的装药量为可分别增加为1.1。16精选ppt课件六、中心区掏槽爆破参数的确定2）各孔装药量：按以上比例分配后，各孔装药量为

一般炮孔的装药量为：21.6÷28.4=0.76kg；

楔形掏槽孔的装药量为：0.76×1.1=0.84kg；（6）实际总装药量及实际单耗：1）实际总装药量为：0.76kg×24+0.84kg×4=21.6kg2）实际单耗为：

21.6kg÷36m3=0.6kg/m3（7）各孔起爆顺序：1）确定各孔起爆顺序的原则：①起爆楔形掏槽孔——再按从内向外的顺序起爆其余炮孔；②每一响起爆的孔数必须保证一次起爆最大炸药量满足其爆破振动不会对被保护的地连墙造成损害的安全条件。2）爆破振动安全条件：

根据我们试爆的结果，一次起爆药量不大于1.5kg时，被保护墙体受到的爆破振速不会超过其安全允许值。因此可以此为上限值来安排一次起爆的炮孔数。17精选ppt课件六、中心区掏槽爆破参数的确定3）各孔起爆顺序的确定：根据以上所说的确定原则及计算结果，我们依次确定起爆顺序如下：①楔形掏槽孔的装药量为0.84kg。中心孔加上4个楔形掏槽孔的装药总量为3.36kg，所以这4个孔装延期雷管同时起爆；②一般炮孔的装药量只有0.76kg，最多可以2孔一响，其总药量仅1.52kg。实际利用毫秒微差起爆，使一次起爆每段别炮孔控制在2个，将最大起爆药量控制在1.5kg以下，利用已有的临空面取得较好的爆破效果。③确定后的各孔起爆顺序见示意图6。图上各孔左边的数字代表其起爆的顺序。图6中心区掏槽爆破起爆顺序图18精选ppt课件六、中心区掏槽爆破参数的确定（8）爆炸物品选用：1）炸药：地铁车站基坑爆破为深基坑爆破，基坑内地下水发育，炸药需选用2#岩石乳化炸药（Φ32mm）。2）雷管：一般地铁车站为城镇露天浅孔爆破，需全部用炮被整体覆盖保护，覆盖物易压折非电导爆管起爆网路且难以检测，现场地下渗水较多易造成导爆管受潮引起哑炮，所以采用毫秒延期电雷管微差起爆网路，串联连接，控制一次起爆药量低于1.5kg。（9）装药结构：全部采用连续不耦合装药结构。（10）起爆网路：全部采用毫秒延期电雷管起爆网路，串联连接。图7炮孔装药堵塞示意图图8电起爆网路图（串联）19精选ppt课件七、主体爆破参数的确定掏槽爆破完成后，开始对余留的岩体进行主体爆破。这时要充分利用掏槽爆破后产生的临空面，逐步向四周扩展。主体爆破仍然采用“小机施工，浅孔松动爆破，机械配合开挖”方案，所用风力凿岩机钻头直径为40mm。作业高程大于2m时，进行分层作业，使最大作业台阶不大于2m。这时的爆破参数如下：（1）孔网布置：炮眼孔距1.1m，炮眼排距0.9m。（2）钻孔深度：台阶高不超过2m，超深值取0.3m。（3）单孔装药量计算：采用爆破单孔装药量的计算公式：Q=q·H·a·b其中：Q—单孔装药量q—炸药单耗H—台阶高度a—炮眼孔距b—炮眼排距初步计算时确定：q=0.4kg/m320精选ppt课件七、主体爆破参数的确定其不同深度炮眼的装药量见表1所示（为便于装药，已对表列数值进行了适当调整）。表1孔深2m以下、钻头直径40mm时的单孔装药量H（m）a×bLqQ装药结构起爆网路10.8×0.71.30.40.2连续毫秒电起爆1.51.0×0.81.80.40.5连续毫秒电起爆21.1×0.92.30.40.8连续毫秒电起爆（4）主体爆破时的起爆网路1）布孔及起爆方式主体爆破需充分利用已形成的临空面，起爆顺序应自临空面向待爆岩体，由于单孔装药量较小，一次起爆的孔数在满足一次起爆药量不超过1.5kg时可以相应增加。21精选ppt课件七、主体爆破参数的确定图9梅花型（三角型）布孔2）装药结构：连续装药结构（同掏槽爆破）。3）起爆网路：毫秒电雷管微差起爆网路(从外向内分别装ms1、ms2、ms3...段雷管)，串联连接（同掏槽爆破）。22精选ppt课件八、装药、填塞与网络连接的技术要求（1）装药1）装药前，要对炮孔进行清理和验收。2）所有电雷管在使用前应进行导通测试，剔除不合格品。3）装药要用竹、木质炮棍。装药时应边装边测量，并保证相应的填塞长度。4）炮孔内装制式柱状药。装药时，先将雷管插入药柱底部，放入炮孔。然后依次装入药柱，用炮棍推进到位。5）装药出现堵塞时，在未装入雷管等敏感爆破器材前，应采用竹木制长杆处理。（2）填塞合理的填塞长度和可靠的填塞质量，对改善爆破效果、提高能量利用率具有重要作用。在安全上，对控制飞石有明显效果，同时能较大地降低爆破噪声。1）填塞长度一般取30D。对于40mm小型机械施工，一般情况下填塞长度余量不大。取较小排距，能够保证填塞长度不小于排距。采取适当的作业面覆盖措施，有效防止飞石产生危害。23精选ppt课件八、装药、填塞与网络连接的技术要求2）填塞一般采用泥土或湿砂等，严禁使用石块或易燃材料填塞炮孔。同时应保证填塞质量，达到一定的密实度，避免中间架空等缺陷。3）填塞时要小心，不得损坏起爆网路。4）禁止捣固直接接触药包的填塞材料，或用填塞材料冲击起爆药包。（3）起爆网路连接1）网路连接必须在工作面全部炮孔装填完毕，无关人员全部撤至安全地点后，由工作面向起爆站依次进行。2）网路连接必须在设计技术人员领导下，严格按方案设计进行。3）电爆网路连接注意事项①连接电爆网路前，必须将手洗净、擦干，以防线头生锈，产生接触电阻。②电爆网路必须按规定方法连接，禁止采用对钩的连接形式。③电爆网路连接后，如电雷管脚线过长，应适当收缠成卷，以防刮断。④在有水、潮湿的场合及钢筋暴露的部位，电线接线处应用胶布包缠。24精选ppt课件八、装药、填塞与网络连接的技术要求⑤干线与支线连接前，必须确保干线的另一端脱离电源，并应有专人看守；干线与支线的连接接头必须用绝缘胶布绝缘。⑥连接完毕后应及时检查电爆网路的电阻，当实测电阻值与计算值相差超过5%时应及时检查，调整电爆网路。25精选ppt课件九、主要安全措施9.1现场施工安全措施(1）严格执行国家有关安全生产和劳动保护的法规，落实安全生产责任制。(2）开展安全教育和安全宣传，严格按审批的技术方案和施工组织方案进行施工。(3）严格执行火工品领取、使用、退库等各项要求，严格按照《爆破作业规程》进行作业。(4）佩带必需的劳动保护用品，凿岩作业人员应尽量处在上风口，并戴好口罩。凿岩机的集尘袋应完好无损，如有损坏应予以更换。(5）严格控制噪声、飞石、震动等不良因素对人身、财产及环境的危害。(6）坚持施工现场的安全保卫值班，做好防盗、防火工作。(7）爆炸物品由民爆公司配送至工地时，警戒人员立即到岗，现场按照爆破规程及相关规定布置警戒旗、警戒线、警戒标示牌，杜绝无关人员进入警戒区域，并执行双保管员现场保管制度。26精选ppt课件九、主要安全措施(8）炸药、火工品应严格按有关规定存放，领退手续健全。使用过程中一定要逐孔登记，做到领取和消耗的帐目清楚。(9）作业人员严格按操作规程施工，佩戴必要的劳动保护用品。(10）在装药前应检查炮孔深度、孔中是否有卡石，按设计方案要求定量装药。(11）确保炮孔的填塞长度和填塞质量符合设计方案的要求。(12）严格按设计方案控制一次起爆最大炸药量，控制一次起爆孔数。(13）各主要路口应设置警示牌，提醒行人注意并规定起爆时间以及警戒标志和范围。爆破前，各主要路口和行人通过之地应按方案规定的安全距离进行警戒。(14）所有施工人员均应严格遵守国家有关爆破的安全法规，并应遵守当地公安部门的有关规定，服从公安部门的管