盾构始发井爆破方案

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中铁十三局集团有限公司广州地铁项目经理部

2003年12月目录

一、工程概况

二、工程地质及水文地质

三、施工方法

四、爆破作业流程

五、始发井岩层爆破设计

六、基坑开挖验收

七、基坑开挖技术、质量控制措施

八、安全技术措施

九、施工安排

十、警戒和放炮时间

十一、人员设备盾构始发井爆破方案

一、工程概况

广州轨道交通四号线大学城专线【仑头～大学城盾构区间】始发井设计里程为：YDK16+110.000～YDK16+191.600，ZDK16+112.225~ZDK16+193.825，基坑净长度为81.6m，基坑最大净宽23.9m，最深约21m。本盾构井北接琶官（一）盾构段，南接琶官（二）盾构段，线间距12.7m，线路最大纵向坡度为42.5‰，本盾构始发井基坑围护采用800厚C30S8地下连续墙结构，内支撑采用一道砼支撑及三道Ф600mm钢支撑。

见盾构始发井施工场地平面布置图。

二、工程地质及水文地质

1、地质情况

盾构始发井位于仑头村后底岗，处在广三断裂与南环高速之间，且处于混合岩与红岩交界带。本段基岩在广三断裂以北为紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩，局部夹砂砾岩；在广三断裂以南场区基岩主要为震旦系混合岩、泥质砂岩。本段主要地层为人工填土、淤泥质土、粉质粘土、泥质粉砂岩、混合岩。本段淤泥较厚，岩面较高，起伏较大，基坑底部大部分处于岩石强风化或中风化以上。受广三断裂影响，基岩位于断层带及其影响位置处，透水性中等，涌水量较大。

2、广三断层

根据区域地质资料，广三断层走向近东西向，倾向南，倾角50～80°，破碎带宽度为4～6m，构造岩主要为碎裂岩，有少量断层泥，断层带的碎裂岩为碎裂结构、变余细砂状结构，碎裂岩

盾构始发井施工场地平面布置图

的成分有红岩和混合岩。断层的上盘为红岩，下盘为混合岩，上盘下降下盘上升为正断层。

3、水文地质情况

本段按地下水赋存方式分为第四系砂层弱承压水及基岩裂隙承压水。广三断层破碎带富水性较好。其余土层、全风化岩及微风化岩含水微弱，可视为相对隔水层。本地段的地下水腐蚀性综合评价为对砼结构及钢筋均无腐蚀性。

三、施工方法

岩层的开挖采用液压破碎锤结合挖掘机开挖，当液压破碎锤不能有效开挖时，采用爆破开挖。

主体结构的岩层爆破开挖，靠近地下连续墙部位采用预裂爆破，主体中部采用浅台阶高微差松动爆破，梯段高度为1.2米。

四、爆破作业流程

1、测量放样

测量班严格按钻爆设计图进行测量放样，准确定出炮眼的位置。

2、钻孔及清孔

钻孔采用7655气腿式凿岩机，严格按放样位置施钻，钻孔时外插角应控制在3°～5°以内，成孔后用高压风进行清孔。

3、装药及起爆网络连接

清孔后将连接好的炸药与非电雷管用竹杆或木杆送入孔底，非电雷管要严格按爆破设计的段别使用，装药完毕，将导爆管连接在一起，采用火雷管一次性引爆。

4、排险

爆破后先进行通风，然后由专人负责进行排险，将开挖面内的所有浮石及危石清除干净，仔细检查确定无危险时方可进行下道工序施工。

五、始发井岩层爆破设计

由于本工程地下水丰富，爆破作业全部采用耐水性强的乳化炸药，炸药各性能参数见下表：

钻孔机具选用7655气腿式凿岩机钻孔，孔径为φ42mm。钻杆长

1.5m。

一、爆破参数的选取

1、梯段爆破

A：炸药单耗q的选取

根据岩石性质、炸药性质、炸药单耗按下表进行初步选取：

因该段岩石坚固系数多在2～6，初步选取q=0.45进行计算。B：炮孔布置及基本参数

孔距a： a = 1000mm；

排距b： b = 800mm。

梯段高度H： H=1200mm；

梯段倾斜角α：tgα= 3：1；

钻孔倾斜角β：β=α；

钻孔深度L：L= H/sinα+ h1；

超钻长度h1：h1 = 250mm；

底板抵抗线W：W = 759mm；C：单孔装药量的确定

单孔爆破体积为：V = a*b*H = 1×0.8×1.2 = 0.96m3。

单孔装药量为：Q = q*V = 0.45×0.96 = 0.432kg。

2、预裂爆破

为减少主炮孔爆破震动对连续墙的损伤，对于靠近围护结构两侧

爆。预裂孔采用同排齐发起爆，并先于其他所有炮孔起爆，各炮孔均采用孔内微差。网络联线以简单的并联网络为主，8～10个炮孔用一个传爆连接块绑扎到一起，再通过塑料导爆管用激发起爆。主炮孔分区起爆顺序见下图。

式中：

V-造成的地震波垂直振动的速度cm/s K－与土层有关系数，取150a－与岩石有关的震动衰减系数，取1.8

Q－最大一响药量，kg

R－爆源到对保护点的距离，m

按《爆破规程规定》，附近建筑物允许的最大质点震速为3～5cm/s，根据单孔最大装药量Q＝0.432kg，爆源距建筑物的距离与地震波垂直振动的速度进行校验，计算结果如下表：

由上表可以看出，B3房屋检算速度超标严重，因此为减少爆破振动对此处建筑物及围护结构的影响，确保万无一失，一方面增加爆破段别减少装药量；另一方面靠近护壁部分采用预留层（3m）爆破，并设置减震孔，即可有效控制爆破震动。

对B3房屋附近爆破时，采取减少装药量来降低爆破震动，检算如下：

由V=K·(Q1/3/R)a可得出Q=(R·(V/K)1/a)3

由此可求得B3房屋附近爆破时的最大装药量Q＝0.094kg，因此，在实际爆破施工中，严格控制装药量不得大于此装药量。

8、爆破飞石

爆破飞石危害与周边环境有关，易对行人、车辆、设施、建筑等直接造成破坏。

R f=20kn2w=20×1.2×0.752×1.0=13.5m

为保证爆破的安全，在基坑爆破前，为防止飞石飞出基坑，用铁板（1.5mm）加压砂包进行安全防护的同时，在基坑顶部附加一层安全尼龙网，进行二次防护，以保证将爆破产生的飞石控制在基坑内。

盖防护图

六、基坑开挖验收

1）基坑开挖验收允许偏差与检验方法见下表。

基坑允许偏差与检验方法

2）基坑验槽符合下列规定

①基坑开挖完成后，监理会同设计、业主、质监站等单位进行基底验槽，共同核查基底的地质条件、基底承载力是否与设计图纸相符，办理隐检手续。及时进行垫层施工，以防止基底软化或岩层进一步风化。如不符，应按监理工程师指令的处理措施进行处理。

②分析监测资料，判断基底围护结构是否基本稳定。

基底如出现超挖，在300mm以内时，用与垫层同标号的混凝土回填，或用砂石料回填密实；超挖在300mm以上时，按监理工程师的指令处理。

基底验槽情况，详细记入地基检验表，由监理工程师签认后，归入工程技术档案。

七、基坑开挖技术、质量控制措施

①基坑开挖的位置、深度、基底尺寸符合图纸的要求。在开挖过程中如发现水文、地质情况与图纸不符，根据开挖后的实际情况，提出处理措施报监理工程师批准。

②在基坑开挖过程中，建立工程监测系统，做好对深基坑工程的监测和控制，及时将信息反馈给设计、施工人员，实行信息化施工。同时，经常对平面控制桩、水准点、标高、基坑平面尺寸等复测检查。

③根据地质、水文资料和设计图纸，结合具体情况制定开挖方法和支护方案。在基坑开挖前至少14天将施工方法提交监理工程师批准。

④基坑开挖前详细了解工程的薄弱环节，严格按施工组织设计的挖土程序、挖土速度进行挖土，并备好应急措施，做到防患于未然。如基坑开挖发生严重流砂、涌泥，无法继续施工时，除采取应急措施处理流砂、涌泥外，当需改变原施工方案时，报监理工程师批准。

⑤土方开挖前做好基坑内的降水、排水施工，且进行试运转正常后，方可开挖土方，并做好防雨措施。

⑥基坑开挖时，为保证基底土不被扰动或被水浸泡。挖至接近基底标高时，保留15～30cm一层，在底板砼垫层施工前突击挖除，经监理工程师检验后，即浇筑基础垫层封底。

⑦土方开挖到支撑底部时，及时安装支撑，要求随挖随支，维护基坑稳定。施工中严禁碰撞支撑，如发生碰撞及时调整，重新施加预应力。

⑧建立工程监测系统，做好对基坑的监测和控制，实行信息化施工。

八、安全技术措施

1、施工前对有关人员进行技术培训和安全教育，认真学习《安全规程》有关条文，按经门批准的爆破设计文件、储存规定进行施工技术教育。

2、按设计方案中炮孔的位置布置炮孔，保证个孔偏差位置不大于10cm，深度误差不大于5cm。

3、打眼后，应采用高压风管吹洗炮孔，保证炮孔内岩粉被吹出炮孔外，使药包能置于孔底。

4、严格控制一次起爆药量和单段药量，分清雷管段别、起爆顺序，采用小药量、多炮孔方法，控制爆破振动，保证施工安全。

5、在孔内遇有地下涌水较大的情况下，为保证装药的可靠性和安全性，采用双雷管结构，以保证其安全、准爆。

6、严禁雷雨天气进行爆破作业，如遇有突发雷雨，应及时将已连接好的个主、支线头解开，并分别绝缘，撤离危险区内一切人员，加强警戒直至雷雨结束。

7、装药炮孔一律用炮泥堵塞，以保证爆破效果。

8、爆破时应用钢筋网覆盖加压砂袋，并加垫高10～20cm，以利于爆破气体逸出，防止飞石飞散。

9、装药时先进行安全警戒，严禁无关人员在施工场地逗留。

10、爆破前15～30分钟应按预定位置进行安全警戒，待爆破作业15分钟后确认无其它以外情况发生后方可解除警戒。

11、爆破后或清渣时，若发现有拒爆现象，应立即切断电源并将主线短路；使用电雷管时，应短路15分钟后方可进入现场，并立即报告爆破技术负责人，经同意后收回原有未爆雷管，绝对不能用风钻或风镐在原孔处凿动。

12、炸药库管理人员应按安全规程的规定进行管理，保证炸药库24小时值班制，建立炸药、雷管的进出库制，以及每天每班的清点制，做到日清月结。

九、施工安排

由地质情况所决定，在冠梁和第一道钢筋砼支撑施工完毕后，才能施工到岩层，实行爆破方案。具体时间安排如下：

A区岩层开挖日期：2004年1月8日至2004年2月2日。

B、C区岩层开挖日期：2003年12月22日至2004年2月2日。

十二、警戒和放炮时间

为保证安全，每次放炮前工地内人员必须服从爆破警戒人员的指挥，统一疏散到指定地点，离爆区50m范围内为警戒区，严禁人员进入，部分道路口临时封闭，禁止人员滞留，起爆后马上回复交通。

警戒布置：根据工地周围环境情况，合理安排警戒岗位。

放炮时间：上午：11：30～12：30

下午：17：00～18：00十一、人员设备1

2、设备：