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摘 要：结合天津地铁5号线文化中心工程施工的特点，介绍了地下爆破施工技术和实施效果，详细分析了地下连续墙爆破施工的技术特点及施工过程，可供类似工程借鉴和参考。
关键词：地铁；爆破；地下连续墙；施工
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
天津地铁5号线采用盾构法施工过程中，围堤道站～文化中心站区间盾构需穿越文化中心交通枢纽地下空间的地连墙。现拟采用爆破法在盾构穿越位置对地下连续墙进行爆破开孔，以便盾构推进通过。盾构需穿越共有2幅地下连续墙，需要爆破开孔。
爆破区域盾构施工穿越土层为⑧2层粉土、⑨1层粉质粘土和⑨2层粉土，爆破施工区域地层有承压水。
2施工难点
1）在800mm厚地连墙的范围内需要保证孔位的准确度，且钻孔深度深可达18m左右，钻孔的垂直度要求高；
2）药包定位准确度要高，装药结构必须可靠防水；
3）起爆网路要求高，保证可靠准爆；
4）在不降低单耗的条件下，控制最大单段起爆药量；
3爆破施工技术参数设计
爆破参数
需穿过地墙直径：8.2 m，地墙厚800mm，设计的地下墙盾构穿越范围内注浆管采用非金属钢，以确保不影响盾构切削通过，地下墙穿越区采用水下C30素混凝土，并用容易被切割的等强度玻璃纤维（GFRP）替代钢筋，玻璃纤维极限拉力为480MPa。根据以上情况，设计参数如下：
孔距：a取700～800mm，每幅布孔数：11个
孔 径：110mm
孔深：18000mm
最小抵抗线： w取400mm左右
起爆形式：采用孔内、孔外延期起爆网路，孔内ms-3~ms-7段孔内延时，孔间采用ms-9延时。
最大一次起爆药量：3Kg
炸药：乳化炸药。
单孔药量计算：
QMax＝KV＝3×0.8×8.2×0.8＝15.7 kg（五节装药）
当完成钻孔后，利用仪器对钻孔进行测量，参考地连墙浇筑时的斜度，计算钻孔误差，根据钻孔的偏差，进一步调整单孔药量。
4装药结构及爆破网路联接
4.1装药结构：
采用分段间隔装药，每个孔的药量分成五个药包，每个药包3 kg。药包中心是直径12mm的pvc管，围着ppc管绑扎3~4支ø32mm的RT型乳化炸药，最大直径超过约80mm。每个药包长1.2m，为防止殉爆，0.5m间隔采用麻袋隔离开，装药长度为8.0m,如图所示。在每节药包内放入一段长度与药包长度一致的导爆索，从而在雷管引爆导爆索时同时利用导爆索引爆炸药，可以进一步确保炸药准爆。
4.2延期设计
孔内延期：每个药包均设置3枚延期导爆管雷管，雷管线均为30m，延伸到地面。孔内药包延期，自上向下依次采用MS3-MS7，每个药包将25ms。
孔外延期：孔外用外采用雙回路网路，采用雷管MS-9控制起爆顺序，根据地面上雷管脚线长短判定药包深度位置，自上而下逐个药包用3枚延期导爆管雷管。
延期时间：为确保实现逐段逐孔起爆，单孔延期时间为:200ms，每个孔间隔时间为310ms,最后一个段雷管完成起爆时间第4S结束，随之，起爆第二幅连续墙，依次完成第二幅墙的逐段逐孔起爆网路，总爆破时间控制在8S~9S内。
此类爆破需使用导爆索起爆炸药的起爆方案。由于PVC管为纵向，炸药的能量利用率极高，可明显降低爆破的危害效应。预埋管施工方案可保证炮孔的定位精度，无钻孔施工，可减少施工费用，加快工期，减少材料损耗。
5爆破震动的控制
爆破震动有两个主要评价指标为震动速度和震动频率。如上所述，爆破震动频率远大于一般建构筑物的自振频率，可认为对建构筑物破坏影响小。因此主要以质点振动速度来评价。
5.1大底板及大底板以上构建物
对于立柱桩及地下墙爆破，应考虑的重点保护目标是大底板及底板以上建筑物结构的安全，爆破目标周边建筑物的安全。
此次爆破应按照第3新浇大体积混凝土，振动速度取3～4cm/s，来进行验算周边建筑物的安全性。
爆破振动大小的衡量标准用爆破振动速度表示, 爆破振动速度计算公式如下：
式中：
Q——一次齐爆最大段药量（kg）
R——保护目标与爆破段中心之间的最小距离（m）
V——爆破产生的垂直振速（cm/s）
a——与爆破点附近地质有关地震波衰减指数
K——与爆破点附近地质有关的系数
按照理论计算，地下室结构大底板距离盾构穿越位置仅2.355米，同时，其地连墙与地下室结构没有直接的刚性连接，存在1.2m的间隙，间隙中采用砂浆填充，此处单段起爆药量Q=0.6kg，计算振动速度V=9.80，亦在7-12cm/s范围内，同时，由于振动传播过程中的耦合作用及不连续介质的衰减，爆破对地下室结构没有影响。
该V值符合国家“爆破安全规程”规定标准V=7~12 cm/s,说明爆破振动对大底板来说是安全的。
5.2周边构建筑物的影响
周边建筑物保护，越秀路隧道距离爆破点24.1m，文化中心地铁站距离爆破点34.1m，通过计算得振动速度如下。
计算得 V1=0.494cm/s，V2=0.27cm/s远小于3～5cm/s的国家标准。
本工程控制最大一次起爆单个炮孔，单孔药量不超过25Kg，每个孔内分7-10段，单段起爆药量控制在3kg以内，按9m距离计算爆破震动：
V＝K（Q1/3/R）= 50×1.1×（31/3/9）1.68=2.54cm/s
爆破震动远小于国家规定3.0～5.0 cm/s的安全值（参考混凝土结构房屋的参数），根据本工程地下结构特点，其抗震系数远远大于一般混凝土结构房屋，故按以上设计产生的爆破振动对原地下结构无影响。
6结语
目前地下连续墙爆破施工大多数应用于盾构穿越，并且能够有效减轻地下障碍物的强度，对于盾构机起到了一定的保护作用，减小了施工的风险，国内已经有不少成功的案例。相信在不久的将来，盾构穿越障碍物施工采用爆破的形式会得到广泛的应用。
参考文献
[1] 天津地铁5号线围堤道站-文化中心盾构穿越地下连续墙施工方案
[2] 中华人民共和国《爆破安全规程》GB6722-2003
[3] 中华人民共和国《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）
关键词：地铁；爆破；地下连续墙；施工
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
天津地铁5号线采用盾构法施工过程中，围堤道站～文化中心站区间盾构需穿越文化中心交通枢纽地下空间的地连墙。现拟采用爆破法在盾构穿越位置对地下连续墙进行爆破开孔，以便盾构推进通过。盾构需穿越共有2幅地下连续墙，需要爆破开孔。
爆破区域盾构施工穿越土层为⑧2层粉土、⑨1层粉质粘土和⑨2层粉土，爆破施工区域地层有承压水。
2施工难点
1）在800mm厚地连墙的范围内需要保证孔位的准确度，且钻孔深度深可达18m左右，钻孔的垂直度要求高；
2）药包定位准确度要高，装药结构必须可靠防水；
3）起爆网路要求高，保证可靠准爆；
4）在不降低单耗的条件下，控制最大单段起爆药量；
3爆破施工技术参数设计
爆破参数
需穿过地墙直径：8.2 m，地墙厚800mm，设计的地下墙盾构穿越范围内注浆管采用非金属钢，以确保不影响盾构切削通过，地下墙穿越区采用水下C30素混凝土，并用容易被切割的等强度玻璃纤维（GFRP）替代钢筋，玻璃纤维极限拉力为480MPa。根据以上情况，设计参数如下：
孔距：a取700～800mm，每幅布孔数：11个
孔 径：110mm
孔深：18000mm
最小抵抗线： w取400mm左右
起爆形式：采用孔内、孔外延期起爆网路，孔内ms-3~ms-7段孔内延时，孔间采用ms-9延时。
最大一次起爆药量：3Kg
炸药：乳化炸药。
单孔药量计算：
QMax＝KV＝3×0.8×8.2×0.8＝15.7 kg（五节装药）
当完成钻孔后，利用仪器对钻孔进行测量，参考地连墙浇筑时的斜度，计算钻孔误差，根据钻孔的偏差，进一步调整单孔药量。
4装药结构及爆破网路联接
4.1装药结构：
采用分段间隔装药，每个孔的药量分成五个药包，每个药包3 kg。药包中心是直径12mm的pvc管，围着ppc管绑扎3~4支ø32mm的RT型乳化炸药，最大直径超过约80mm。每个药包长1.2m，为防止殉爆，0.5m间隔采用麻袋隔离开，装药长度为8.0m,如图所示。在每节药包内放入一段长度与药包长度一致的导爆索，从而在雷管引爆导爆索时同时利用导爆索引爆炸药，可以进一步确保炸药准爆。
4.2延期设计
孔内延期：每个药包均设置3枚延期导爆管雷管，雷管线均为30m，延伸到地面。孔内药包延期，自上向下依次采用MS3-MS7，每个药包将25ms。
孔外延期：孔外用外采用雙回路网路，采用雷管MS-9控制起爆顺序，根据地面上雷管脚线长短判定药包深度位置，自上而下逐个药包用3枚延期导爆管雷管。
延期时间：为确保实现逐段逐孔起爆，单孔延期时间为:200ms，每个孔间隔时间为310ms,最后一个段雷管完成起爆时间第4S结束，随之，起爆第二幅连续墙，依次完成第二幅墙的逐段逐孔起爆网路，总爆破时间控制在8S~9S内。
此类爆破需使用导爆索起爆炸药的起爆方案。由于PVC管为纵向，炸药的能量利用率极高，可明显降低爆破的危害效应。预埋管施工方案可保证炮孔的定位精度，无钻孔施工，可减少施工费用，加快工期，减少材料损耗。
5爆破震动的控制
爆破震动有两个主要评价指标为震动速度和震动频率。如上所述，爆破震动频率远大于一般建构筑物的自振频率，可认为对建构筑物破坏影响小。因此主要以质点振动速度来评价。
5.1大底板及大底板以上构建物
对于立柱桩及地下墙爆破，应考虑的重点保护目标是大底板及底板以上建筑物结构的安全，爆破目标周边建筑物的安全。
此次爆破应按照第3新浇大体积混凝土，振动速度取3～4cm/s，来进行验算周边建筑物的安全性。
爆破振动大小的衡量标准用爆破振动速度表示, 爆破振动速度计算公式如下：
式中：
Q——一次齐爆最大段药量（kg）
R——保护目标与爆破段中心之间的最小距离（m）
V——爆破产生的垂直振速（cm/s）
a——与爆破点附近地质有关地震波衰减指数
K——与爆破点附近地质有关的系数
按照理论计算，地下室结构大底板距离盾构穿越位置仅2.355米，同时，其地连墙与地下室结构没有直接的刚性连接，存在1.2m的间隙，间隙中采用砂浆填充，此处单段起爆药量Q=0.6kg，计算振动速度V=9.80，亦在7-12cm/s范围内，同时，由于振动传播过程中的耦合作用及不连续介质的衰减，爆破对地下室结构没有影响。
该V值符合国家“爆破安全规程”规定标准V=7~12 cm/s,说明爆破振动对大底板来说是安全的。
5.2周边构建筑物的影响
周边建筑物保护，越秀路隧道距离爆破点24.1m，文化中心地铁站距离爆破点34.1m，通过计算得振动速度如下。
计算得 V1=0.494cm/s，V2=0.27cm/s远小于3～5cm/s的国家标准。
本工程控制最大一次起爆单个炮孔，单孔药量不超过25Kg，每个孔内分7-10段，单段起爆药量控制在3kg以内，按9m距离计算爆破震动：
V＝K（Q1/3/R）= 50×1.1×（31/3/9）1.68=2.54cm/s
爆破震动远小于国家规定3.0～5.0 cm/s的安全值（参考混凝土结构房屋的参数），根据本工程地下结构特点，其抗震系数远远大于一般混凝土结构房屋，故按以上设计产生的爆破振动对原地下结构无影响。
6结语
目前地下连续墙爆破施工大多数应用于盾构穿越，并且能够有效减轻地下障碍物的强度，对于盾构机起到了一定的保护作用，减小了施工的风险，国内已经有不少成功的案例。相信在不久的将来，盾构穿越障碍物施工采用爆破的形式会得到广泛的应用。
参考文献
[1] 天津地铁5号线围堤道站-文化中心盾构穿越地下连续墙施工方案
[2] 中华人民共和国《爆破安全规程》GB6722-2003
[3] 中华人民共和国《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）