论文部分内容阅读
【摘 要】 大连地铁春光街车站位于大连市中心主干道华北路中段,为分离岛式车站,明挖法施工,明挖基坑西侧为两栋连体五层砖混楼,右侧为高架桥桥桩,基坑围护桩最近处距离高架桥桥桩2.7米,本文就如何在该条件下爆破施工,施工中所设计得参数,安全防护等进行介绍。
【关键词】 密集城市建筑群 明挖 爆破 控制
1 工程概况
春光街站:位于华北路与春光街交口处路下,总长186.15米。为地下双层分离岛式车站,线间距34.2m;车站左右线主体结构明挖法施工,围护结构采取围护桩加支撑的形式。
2 车站周围环境及重要管线
该车站东北角为大连市第三中学,东南角为城市公园(康园),西北角为多层住宅及低矮商业用房,西南角为大连工业大学成教学院教学楼、及多栋多层砖混住宅。车站分离岛内中部伴行东联路桥桩将车站一分为二,车站所在范围在华北路中间,沿华北路方向高架桥,高架桥为双柱多跨连续箱梁结构,高架桥桥桩外边缘与车站初衬开挖边缘净距2.7m,与车站主体结构外墙净距3.0m,桥桩总计12根,桩径2.5m,桩长13.80~20.65m,距离隧道底部4.863~12.623m不等。
车站周围有10kV电力管线,埋深0.75m;铸铁煤气管直径400mm,埋深1.5m;砼排水管直径300mm,埋深2.48m;砼排水管直径800mm,埋深4.6m。竖井旁直径800mm、埋深4.6m砼排水管(距拱顶最小距离0.5m)
车站开挖范围内直径两米暗渠,及伴行DN500自来水管线,煤气管线横穿车站上方,已经进行悬吊保护,给车站爆破开挖带来了较大的影响。
3 场地工程地质条件
车站地貌为剥蚀低丘陵,场地地形较为平坦,地面高程15.41~17.70m。车站范围内上覆盖第四系人工堆积层,第四系上更新统坡洪积粉质粘土层、碎石层,下伏震旦系长岭子组钙质板岩,中生代燕山期辉绿岩。其中从开挖揭示地质看,本车站址内主要为碎石,震旦系长岭子组钙质板岩,中生代燕山期辉绿岩。
4 爆破方案
4.1 爆破作业顺序:
爆破整体顺序采取先拉沟槽,后两侧进行松动爆破。
4.2.1 拉槽沟开挖
拉槽采用浅孔渐进开挖爆破法,每次开挖长度8m~10 m,使用全液压凿岩机钻孔,钻孔直径d=50 mm(采用Φ32mm乳化炸药)。沟槽断面为梯形,槽顶宽2m,深度2 m。
4.2.1.1 拉槽爆破相关参数
针对一般建筑距离采取9m,12m两种爆破参数作为参考,在无风险源段按照2.0m孔深设计,槽沟距离建筑物距离小于12m时按照1.5m孔深设计,槽沟距离建筑物距离小于9m时按照1.0m孔深设计,如下表1
4.2.1.2 装药结构:
采用小直径的Φ32 mm药卷,可以降低线装药密度,因此拉槽的爆破施工采用连续装药结构。
4.2.1.3 沟槽爆破起爆顺序
先起爆的药包,要为后起爆药包创造临空面。对只有向上临空面的沟槽爆破(即首段爆破段)应设掏槽眼,并保证掏槽眼优先起爆;由于沟槽的夹制作用,每次起爆的排数一般不宜大于lO排,否则影响爆破质量。
4.2.2 .露天浅眼密孔的设计
本设计根据距离建筑物不同距离,考虑了不同孔深及孔距、排距三种爆破设计,以1.5m深孔为例,设计计算如下:
浅眼爆破每次开挖长度8~10 m,使用YT-28风枪钻孔,钻孔直径d=42 mm(采用Φ32mm乳化炸药)。沟槽断面为宽4.5m,深度1.5 m。
4.2.1.1 炸药雷管的选择
炸药选用2#岩石销铵炸药、药卷(一条)直径32毫米,长200毫米,重0.15千克,雷管选用瞬发电雷管和毫秒雷管。
4.2.1.2 单孔药量计算
对于中硬度的岩石,钻孔深度L等于1.10倍爆破高度H(台阶高度2m),即L=1.10H=1.65m。由于爆破采用松动爆破,装药长度系数采用0.4,则单孔药量计算为:
Q=0.4×L×γ=0.4×1.65×0.78=0.5Kg
Q——松动爆破的单孔药量
γ——Φ32药卷每米药卷重量
4.2.1.3主要参数的选取
式中:
q——标准抛掷爆破单位体积的耗药量,q=0.4kg/m3
e——炸药换算系数,2#岩石炸药取1
W——为药包中心到临空面的最小抵抗线
4.2.1.4 孔位布置
4.2.1.4.1 炮眼布置按交错梅花形布置炮孔;
4.2.1.4.2 根据岩质特征和最小抵抗线长度确定的间距和排距,由①②式计算得孔距为:a=0.8(米);排距b=w=1.0(米)。共分4排起爆(见表2)。
4.2.1.5 不同孔深相关参数确定:
4.2.1.5.1 主炮孔的装药结构
主炮孔采用Ф32mm乳化炸药,线装药密度大,为使炸药能量较均匀的作用于岩石,便于后期的开挖和装运,因此主炮孔的装药结构采用分层装药或不耦合装药结构。
4.2.1.6 起爆模式与起爆网络
采用塑料导爆管起爆系统。考虑地震波破坏作用,距离基坑边建筑物较劲,施工中使用地表微差的单孔起爆方法,一次起爆采用多段微差方式。网络图(如图1):
4.3 爆破覆盖
因本站位于主干路交叉口,车辆行人密集。施工中必须采用一定的非常手段。根据现场条件基坑开挖施工中采用顶层覆盖与炮孔覆盖相结合措施防止飞石。
基坑顶层采用软覆盖形式,设计采用竹排-草垫-布鲁格网-沙袋防护,覆盖面积大于爆破区面积。覆盖时要注意保护好起爆网络,爆破后对损害的防护覆盖物进行修补和增加。
炮孔覆盖采用废旧轮胎—炮被-铁丝网-沙包形式,见图1《爆破覆盖示意图》。
防护的边缘应超出爆区最外侧炮孔,其距离可按下式计算,但不得小于50cm。
Δ=4×(W+δ)
Δ---防护的边缘应超出爆区最外侧炮孔的距离,m;
W—药包的最小底抗线,m;
δ---覆盖空隙,m。
结语:该爆破方案在施工中取得了较好的实际效果,可供同类工程进行参考。同时,在受最大一段装药量的限制,一次装药量有时会大于最大一段装药量,此时采用分段微差控制爆破,在临近建筑物爆破作业时,根据距建筑物距离使每段装药量不超过计算得出的单孔最小装药量,严格控制爆破震动速度,以保证有关构建物的安全。
参考文献
[1] 天运生,田会礼,杨永琦.定向断裂控制爆破理论分析及现场应用[J].煤炭工程,2005(3).
[2] 王文龙.钻眼爆破[M].北京:煤炭工业出版社,1989.
[3] 张志成.爆破基础理论与设计施工技术[M].重庆:重庆大学出版社,1994.
【关键词】 密集城市建筑群 明挖 爆破 控制
1 工程概况
春光街站:位于华北路与春光街交口处路下,总长186.15米。为地下双层分离岛式车站,线间距34.2m;车站左右线主体结构明挖法施工,围护结构采取围护桩加支撑的形式。
2 车站周围环境及重要管线
该车站东北角为大连市第三中学,东南角为城市公园(康园),西北角为多层住宅及低矮商业用房,西南角为大连工业大学成教学院教学楼、及多栋多层砖混住宅。车站分离岛内中部伴行东联路桥桩将车站一分为二,车站所在范围在华北路中间,沿华北路方向高架桥,高架桥为双柱多跨连续箱梁结构,高架桥桥桩外边缘与车站初衬开挖边缘净距2.7m,与车站主体结构外墙净距3.0m,桥桩总计12根,桩径2.5m,桩长13.80~20.65m,距离隧道底部4.863~12.623m不等。
车站周围有10kV电力管线,埋深0.75m;铸铁煤气管直径400mm,埋深1.5m;砼排水管直径300mm,埋深2.48m;砼排水管直径800mm,埋深4.6m。竖井旁直径800mm、埋深4.6m砼排水管(距拱顶最小距离0.5m)
车站开挖范围内直径两米暗渠,及伴行DN500自来水管线,煤气管线横穿车站上方,已经进行悬吊保护,给车站爆破开挖带来了较大的影响。
3 场地工程地质条件
车站地貌为剥蚀低丘陵,场地地形较为平坦,地面高程15.41~17.70m。车站范围内上覆盖第四系人工堆积层,第四系上更新统坡洪积粉质粘土层、碎石层,下伏震旦系长岭子组钙质板岩,中生代燕山期辉绿岩。其中从开挖揭示地质看,本车站址内主要为碎石,震旦系长岭子组钙质板岩,中生代燕山期辉绿岩。
4 爆破方案
4.1 爆破作业顺序:
爆破整体顺序采取先拉沟槽,后两侧进行松动爆破。
4.2.1 拉槽沟开挖
拉槽采用浅孔渐进开挖爆破法,每次开挖长度8m~10 m,使用全液压凿岩机钻孔,钻孔直径d=50 mm(采用Φ32mm乳化炸药)。沟槽断面为梯形,槽顶宽2m,深度2 m。
4.2.1.1 拉槽爆破相关参数
针对一般建筑距离采取9m,12m两种爆破参数作为参考,在无风险源段按照2.0m孔深设计,槽沟距离建筑物距离小于12m时按照1.5m孔深设计,槽沟距离建筑物距离小于9m时按照1.0m孔深设计,如下表1
4.2.1.2 装药结构:
采用小直径的Φ32 mm药卷,可以降低线装药密度,因此拉槽的爆破施工采用连续装药结构。
4.2.1.3 沟槽爆破起爆顺序
先起爆的药包,要为后起爆药包创造临空面。对只有向上临空面的沟槽爆破(即首段爆破段)应设掏槽眼,并保证掏槽眼优先起爆;由于沟槽的夹制作用,每次起爆的排数一般不宜大于lO排,否则影响爆破质量。
4.2.2 .露天浅眼密孔的设计
本设计根据距离建筑物不同距离,考虑了不同孔深及孔距、排距三种爆破设计,以1.5m深孔为例,设计计算如下:
浅眼爆破每次开挖长度8~10 m,使用YT-28风枪钻孔,钻孔直径d=42 mm(采用Φ32mm乳化炸药)。沟槽断面为宽4.5m,深度1.5 m。
4.2.1.1 炸药雷管的选择
炸药选用2#岩石销铵炸药、药卷(一条)直径32毫米,长200毫米,重0.15千克,雷管选用瞬发电雷管和毫秒雷管。
4.2.1.2 单孔药量计算
对于中硬度的岩石,钻孔深度L等于1.10倍爆破高度H(台阶高度2m),即L=1.10H=1.65m。由于爆破采用松动爆破,装药长度系数采用0.4,则单孔药量计算为:
Q=0.4×L×γ=0.4×1.65×0.78=0.5Kg
Q——松动爆破的单孔药量
γ——Φ32药卷每米药卷重量
4.2.1.3主要参数的选取
式中:
q——标准抛掷爆破单位体积的耗药量,q=0.4kg/m3
e——炸药换算系数,2#岩石炸药取1
W——为药包中心到临空面的最小抵抗线
4.2.1.4 孔位布置
4.2.1.4.1 炮眼布置按交错梅花形布置炮孔;
4.2.1.4.2 根据岩质特征和最小抵抗线长度确定的间距和排距,由①②式计算得孔距为:a=0.8(米);排距b=w=1.0(米)。共分4排起爆(见表2)。
4.2.1.5 不同孔深相关参数确定:
4.2.1.5.1 主炮孔的装药结构
主炮孔采用Ф32mm乳化炸药,线装药密度大,为使炸药能量较均匀的作用于岩石,便于后期的开挖和装运,因此主炮孔的装药结构采用分层装药或不耦合装药结构。
4.2.1.6 起爆模式与起爆网络
采用塑料导爆管起爆系统。考虑地震波破坏作用,距离基坑边建筑物较劲,施工中使用地表微差的单孔起爆方法,一次起爆采用多段微差方式。网络图(如图1):
4.3 爆破覆盖
因本站位于主干路交叉口,车辆行人密集。施工中必须采用一定的非常手段。根据现场条件基坑开挖施工中采用顶层覆盖与炮孔覆盖相结合措施防止飞石。
基坑顶层采用软覆盖形式,设计采用竹排-草垫-布鲁格网-沙袋防护,覆盖面积大于爆破区面积。覆盖时要注意保护好起爆网络,爆破后对损害的防护覆盖物进行修补和增加。
炮孔覆盖采用废旧轮胎—炮被-铁丝网-沙包形式,见图1《爆破覆盖示意图》。
防护的边缘应超出爆区最外侧炮孔,其距离可按下式计算,但不得小于50cm。
Δ=4×(W+δ)
Δ---防护的边缘应超出爆区最外侧炮孔的距离,m;
W—药包的最小底抗线,m;
δ---覆盖空隙,m。
结语:该爆破方案在施工中取得了较好的实际效果,可供同类工程进行参考。同时,在受最大一段装药量的限制,一次装药量有时会大于最大一段装药量,此时采用分段微差控制爆破,在临近建筑物爆破作业时,根据距建筑物距离使每段装药量不超过计算得出的单孔最小装药量,严格控制爆破震动速度,以保证有关构建物的安全。
参考文献
[1] 天运生,田会礼,杨永琦.定向断裂控制爆破理论分析及现场应用[J].煤炭工程,2005(3).
[2] 王文龙.钻眼爆破[M].北京:煤炭工业出版社,1989.
[3] 张志成.爆破基础理论与设计施工技术[M].重庆:重庆大学出版社,1994.