摘要:近年來,隨著我國經濟水平的不斷提高,推進了城市化進程的腳步,城市隧道和人防工程隨之日益增多。而在城市山體開鑿的隧道又需要進行爆破施工,同時又需要考慮對周邊的建筑物的影響減小到最低,所以爆破時的安全防護隨之突顯。為此,必須采取積極的措施對可能出現的問題加以預防。
關鍵詞:城市隧道 爆破 防護措施
Abstract: in recent years, along with our country economy levels rising, and promote the steps of urbanization, urban tunnel and civil defense engineering then increase. And in city of mountain tunnel dug and the need to blasting construction, and at the same time and the need to consider the influence of the surrounding buildings to reduce to lowest, so when safety protection of blasting then highlight. Therefore, we must take active measures for possible problems to prevent.
Key words: the city tunnel blasting protective measures
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
在現今的城市交通日益擁堵的情況下,像重慶這樣的大城市也通過修建公共交通緩解交通壓力,特別是像地鐵、輕軌這樣的交通設施。而在目前國際形勢多變情況下,一些城市在山體內修建人防指揮所也是隨處可見。雖然用處不同,但這些工程均需在山體上爆破開鑿硐室,以之而來的將是在人口稠密、交通繁忙的環境采取什么措施保證施工的安全。本文就本人參與施工的重慶地鐵以及黃山某人防工程采取的防護措施與大家共同探討。
2、工程概況
2.1工程內容
本工程包括馬家巖車站、馬家巖~小龍坎區間隧道和一座施工輔助斜井。起訖樁號為K14+042.3~K14+713.3,全長671m,其中車站長169.4m,馬家巖站~小龍坎站區間隧道長501.6m。本工程位于重慶市沙坪壩區,南起石小路東側的平頂山下(K14+042.3)北至黃角灣179號附近的地下(K14+713.3),線路總體呈南北走向。
2.2工程地質
本工程場地內普遍有覆蓋層分布,一般厚度2.0~5.0m,局部厚度可達8.0~10.0m,土質以人工填土和粉質粘土組成。下伏基巖普遍埋藏淺,基巖巖性主要為上沙溪廟組紫色層狀構造的砂質泥巖夾數層灰色細~中粒結構、塊狀構造的長石砂巖組成,受構造影響輕微,節理裂隙不發育,巖層隨埋深增大逐步趨于完整,表層土體中有少量上層滯水、基巖層中含水量微弱,場地內未發現不良地質現象,場地穩定。
2.3與周邊結構物的關系
本工程位于重慶市沙坪壩區石小路沿線地下,沿線經過德成木業公司、黃桷園小區,終點位于黃桷灣179號附近地下。本區段穿越地段地表主要為現狀路面及密布的多、高層房屋。建筑物多為1~4層房屋。K14+660附近穿越一棟13層高樓。建筑物基底距隧道頂部垂直距離為15~45m。
3、爆破設計與施工
3.1施工方法
本文主要考慮斜井洞口的爆破防護。斜井基巖為砂巖和砂質泥巖互層,圍巖等級為Ⅳ級,錨噴支護。入口0~15m采用機械開挖,液壓沖擊錘沖擊開挖硬巖,挖掘機直接裝碴外運;15m以下采用全斷面爆破開挖。
3.2爆破方法
3.2.1斜井
斜井15m以下和區間隧道采用人工手持風鉆打眼,微震爆破技術,采用非電毫秒雷管隔段微差爆破的起爆方式,四周預留光爆層,分塊分側由上而下隨挖隨支。
3.2.2斜井爆破作業井口防護措施
斜井施工場地就在石小路旁邊,公路上人流量及車流量較大,為防止爆破產生拋石傷及過往行人與車輛,爆破時,進行如下防護:
①、爆破面掛設橡膠條帶密織網,主要遮擋大塊石頭,橡膠網背后以鋼管支擋防護。
②、洞口處用竹跳板、鐵皮和鋼架構成的防護擋板遮擋,并將挖掘機開抵在防護擋板后,挖機臂撐開,斗口抵地,斜井洞口防護采用如圖3.2.1-1所示。
③如洞口正對的地方是個開闊地,可采用搭設雙排腳手架支擋,滿鋪毛竹和竹笆,為保證工程的隱蔽性和美觀還可用彩條鋪掛在支擋表面,這樣防護效果更好,見圖3.2.1-2.
掌子面為第一道防護,主要遮擋大塊石頭并減緩對第二道防護的沖擊;第二道防護將洞口全封閉,消除對臨近公路及建筑的影響,其中挖掘機斗臂撐地以抵擋飛石對防護擋板的反復沖擊力。第三道防護主要抵消一部分沖擊波和小飛石。
3.2.3爆破參數的選擇
3.2.3.1周邊眼爆破參數的選擇
爆破參數的確定采用理論計算法、工程類比法與現場試爆相接合,在保證爆破震動速度(不大于2cm/s)符合安全規定的前提下,提高隧道開挖成型質量和施工進度。如表3.2.3.1-1所示。
表3.2.3.1-1 光面爆破參數表
|
巖石種類 |
周邊眼間
距E(cm) |
周邊眼最小
抵抗線W(cm) |
相對距
E/W |
周邊眼裝藥參數(Kg/m) |
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II級圍巖 |
45~55 |
60~80 |
0.8~1.0 |
0.25~0.3 |
|
III級圍巖 |
40~50 |
55~75 |
0.8~1.0 |
0.2~0.25 |
|
IV級圍巖 |
40~50 |
50~70 |
0.5~0.8 |
0.07~0.12 |
3.2.3.2其他單眼裝藥量的計算
隧道爆破,炮眼所在的部位不同,所起的作用是不同的。掏槽眼要求拋擲;掘進眼只要求松動,而在掏槽部位的兩側與其上、下部位各部位的炮眼要求又不一樣,側部要求松動,上部要求弱松動,下部要求強松動,周邊眼則要求光面爆破,底板眼則要求用拋擲爆破的藥量,否則可能底板爆破失敗。所以各部位炮眼的裝藥量是不同的。
周邊眼裝藥參數在上面已確定。其它炮眼的裝藥量均可按以下公式計算:
q=k.a.w.L.λ(kg)
式中:q-------單眼裝藥量(kg);k-------炸藥單耗(kg/m³);
a-------炮眼間距(m);w-------炮眼爆破方向的抵抗線(m);
L------炮眼深度(m);λ-------炮眼部位系數(參照表 3.2.3.2 -1選取)。
表 3.2.3.2 -1 中硬巖隧道炮眼部位系數
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炮眼部位 |
掏槽炮眼 |
擴槽炮眼 |
掘進炮眼 |
內圈炮眼 |
二臺炮眼 |
底板炮眼 |
|
λ值 |
1.5~2.0 |
1.0~1.2 |
1.0~1.2 |
0.5~0.8 |
1.2~1.5 |
1.5~2.0 |
3.2.3.3爆破安全驗算
正洞至地表的最小距離約為10m,地表建筑大都為磚混結構,根據規范安全標準要求,對房屋震速需控制在1.5cm/s以內(設計要求控制在2.0cm/s以內)
Qm=R3(VK/K)3/α
式中:Q—最大一段允許用藥量(kg); VK—震動安全速度,取2.0cm/s;
R—距建筑物距離(30m); α—炸藥衰減指數,去2.0;
m—炸藥指數,取1/3; K—場地因數,取180;
3.2.3.4爆破警戒
(1)隧道內起爆時,以口笛作信號,撤離非安全范圍內所有作業人員;
(2)所有警戒人員,手持三角旗、口笛、預告信號提前到崗;
(3)口笛信號:
①預告信號:連續三長聲,— —,— —,— —;
②起爆信號:連續一長聲,— —;
③解除警戒:連續一長一短,— —,— ;
④如果發生盲炮及時處理補炮:連續三短聲,—,—,—。
4、防止擾民措施
隧道處于城市交通繁忙地段,為防止擾民,爆破施工時嚴格控制單次起爆藥量,減小震動強度,同時延長各段起爆時間,防止爆破震動疊加,爆破時間盡量不安排在深夜進行,以免打擾居民休息。
5、爆破震動速度監控
為減小對周圍環境的影響,最大爆破震動速度控制在2cm/s以內,并委托資質合格的專業監測組對爆破全過程用儀器進行震速監測,如果爆破震速超過允許范圍,立即調整裝藥參數。
爆破震動速度監測主要采用DSVM-4C震動測試儀、891-II型拾震器、計算機、打印機等組成的震動測試系統,測量過程由計算機自動進行控制。
拾震器1、拾震器2、拾震器3分別測量震動速度的水平徑向分量Vr、水平切向分量Vt和垂直分量Vz。
6、結語
通過精心的設計和防護,在整個爆破施工過程中沒有發生安全質量事故,證明整個的安全防護措施還是切實可行的。根據每個項目的特點,有針對性的采取相應的防護措施,通過不斷的經驗總結,在保證安全的前提下,一定會獲取良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻
[1]爆破安全規程(GB6722-2003) 中國標準出版社,2002;
[2]鐵路工程施工技術手冊(隧道)北京:中國鐵道出版社,1999.