浅埋暗挖大跨车站中下台阶快速施工爆破技术
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综合交通枢纽硬岩地层超浅埋大断面暗挖隧道施工技术摘要:针对重庆地铁10号线隧道(大跨)近距离下穿火车站地下广场,施工过程中伴随着结构的受力转换,围岩扰动次数多,应力集中,施工工艺复杂,施工风险和难度较大等施工难题,通过采取采取三拱两柱暗挖车站中洞法开挖,中洞衬砌施工采用工字钢与支架模板相结合的组合模架工法来从而确保施工安全;同时,结合安全药量和单眼装药量的计算结果,分别采用高精度非电导爆管毫秒雷管起爆法、电子雷管逐孔起爆法和电子雷管错相减震起爆法三种起爆方法来降低爆破振动速度峰值,确保将爆破振动对周边建筑物的影响降至最低。
关键词:硬岩地层;浅埋暗挖;中洞法;组合模架;错相减震0 引言浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各类型地下洞室暗挖施工的一种方法,此法施工的地下洞室具有埋深浅、地层岩性差、存在地下水、周边环境复杂等特点。
目前,在城市繁华地段以及复杂的围岩(尤其硬岩地层)地质环境下,采用中洞法、柱洞法及CRD工法等修建浅埋单拱大跨车站的施工方法在国内尚不多见。
本文结合重庆地铁10号线重庆北站D区浅埋暗挖段工程实例,对硬岩地层单拱大跨超浅埋大断面暗挖隧道中洞法施工关键技术难点及应对措施进行了阐述,对同类工程具有较好的借鉴作用。
1 工程概述1.1 工程概况重庆市轨道交通10号线(建新东路~王家庄段)重庆北站位于国铁重庆北站南广场下方,与环线重庆北站同期建设。
其中环线下穿3号线与10号线,三站之间为“H”形换乘,根据施工方法及使用功能不同,分若干区段进行施工,分别为环线A区明挖段、B区暗挖段、C1区明挖段、C2区暗挖段;10号线D区浅埋暗挖段及D区盖挖托换段。
其中,10号线重庆北站(D区)位于国铁重庆北站南广场负一层下方长180m,为14.6m岛式站台车站,包括D区浅埋暗挖段及D区盖挖托换段两部分。
其中,D区浅埋暗挖段位于既有重庆北站南广场地下广场下方,为单孔三跨结构,总长113m,开挖宽度25.6m,高度11.9m,开挖断面面积272m2,主体结构与地下室桩基础的垂直距离约2.35~3.35m,与地下室交叉梁基础的距离为5.15m,属于超浅埋大断面暗挖隧道,开挖安全风险极高。
浅埋暗挖大跨地铁车站隧道开挖施工技术【摘要】本文结合中铁八局在青岛地铁3号线施工的君峰路车站暗挖主体隧道开挖施工,介绍了基于坚硬岩石地层的浅埋暗挖大跨地铁车站隧道开挖施工技术,为今后类似大跨度暗挖工程施工积累了经验,值得推广运用。
【关键词】大跨度;隧道;开挖;施工技术1工程概况青岛市地铁3号线君峰路站位于青岛市京口路与君峰路的交汇处,沿京口路一字型布置,京口路为双向四车道,车流量较大。
道路路面下有市政管线穿过,道路两侧建筑距车站主体边墙最小水平距离约 6.1m。
该车站为地下二层岛式车站,采用马蹄形单拱双层复合式衬砌锚喷构筑法施工。
车站主洞开挖轮廓宽度20.8米,高度18.37米,长度179.5米,拱顶覆土7.38米~15.63米。
车站主体隧道洞身通过的围岩以中等风化花岗岩和微风化花岗岩为主,地下水为基岩裂隙水,水量贫。
2施工方法主体隧道原设计为双侧壁导坑法施工,在车站主洞施工中对原设计双侧壁导坑法进行了优化,采用了设临时钢支撑,分台分部开挖开挖,逐台分部推进贯通,衬砌台车整体衬砌的施工施工方法。
总体施工步序见下图:3施工要点3.1 开挖进洞车站大里程端为2号风道及竖井,开挖竖井进入风道,从风道开挖进入主洞,施工车站主洞上台阶导洞,进入车站主洞上台阶施工。
风道及竖井作为主洞施工的运输通道。
3.2主洞开挖主洞分上台阶、中台阶上部、中台阶下部、下台阶共四台依次落台施工,除上台阶外,台阶高度控制在3~5米为宜,但台阶分界线尽量设在钢架接头处,便于施工。
每台阶分左、中、右3部错开3米,见车站主洞台阶开挖平面示意图。
3.2.1 主洞上台阶开挖主洞上台阶分1、2、3部(即左、中、右导洞)错开3米同步爆破开挖推进。
(1)循环开挖进尺:根据围完整性在1~1.5米范围选取,结合初支期护钢架间距确定为1米,即每次进一榀钢架。
(2)爆破震速控制。
爆破施工中多打眼、少装药、多分段,严格控制爆破振速,确保建筑构筑物安全。
主洞上台阶右导洞、左导洞最先开挖初支,左、右导洞开挖支护完成后即形成临空面,不再需要打设掏槽眼,且随着落台阶开挖,距离受保护建筑越来越远,所以上台阶左右导洞爆破震速最不利情况,以此进行爆破振速控制。
浅埋暗挖大跨地铁车站施工技术摘要:介绍沈阳地铁一号线青年大街站为保证工程施工安全,保护周边环境及临近建筑物,采用PBA工法和CRD工法及综合应用了多种施工技术进行施工,解决了很多技术难题,推动了浅埋暗挖法在城市地下工程应用与发展。
关键词:浅埋暗挖法、PBA工法、CRD工法1、工程概况青年大街站位于沈阳市沈河区,为一、二号线的十字交叉换乘车站,一号线车站沿十一纬路、大西路呈东西向布置,二号线车站沿青年大街站南北向布置。
车站主体均为暗挖施工,一号车站采用PBA工法和CRD工法(中柱法)结合施工,PBA工法为两层三跨三连拱结构,CRD工法为单层三跨三连拱结构。
二号线采用PBA工法为两层两跨两连拱结构。
一号线车站沿十一纬路、大西路呈东西向布置(长211m),二号线车站沿青年大街站呈南北向布置(长141m)。
二号线在上采用侧式站台、一号线在下采用岛式站台,车站设四个风道、四个出入口、七个疏散通道、四个换乘通道。
车站结构平面图如图1所示:图1 青年大街站结构平面图2、PBA工法施工技术该工法关键是边桩、中柱、纵梁体系及扣拱的形成,后续工作全部在桩柱梁体系及扣拱形成的空间构架下进行施工。
由于边桩、中柱、纵梁施工全部为洞内作业,扣拱形成经过多道工序,解决好桩、柱、梁体系及扣拱形成过程中的力学转换及平衡,确保桩、柱、梁及扣拱体系施工质量,防止结构变形、失稳和破坏,避免出现地面及拱部的沉降超限和局部坍塌是贯穿PBA工法的技术难点。
结构剖面图如图2所示。
图2 PBA工法结构剖面图2.1 PBA工法施工顺序为保证车站结构施工安全,车站结构必须尽快形成框架。
首先施工8个导洞(上4下4),接着在导洞内施作承载结构和传力结构,包括边桩、底梁、钢管柱、顶梁等,然后由上至下逆筑车站结构,包括三跨顶拱的初期支护和二次衬砌、站厅层及站台层。
具体施工流程如下:导洞开挖及支护→边桩施工、柱孔开挖→底梁施工→钢管柱吊装及灌注混凝土→桩、柱顶梁施工→三跨顶拱初支及二衬扣拱→站厅层施作→站台层施工。
浅埋大跨暗挖车站快速施工技术综合运用摘要:目前城市地铁发展很快,而启动地铁建设的城市地面交通已处于相对饱和阶段,考虑到地铁明挖施工需占用市政道路,增加交通压力,在有条件的情况下地铁暗挖施工已逐渐成为趋势,越来越多。
就暗挖地铁施工而言,施工秩序和施工环境对施工技术发挥的制约往往是决定性的,总结暗挖地铁车站快速施工的经验,就总结和研究资料来看,以往对单项施工技术的开发己达到相当的深度,而对施工管理和施工环境控制及其综合应用相对总结不够。
在地铁暗挖各种受约束的环境下合理组织施工秩序、优化施工环境并综合应用,对促进地铁暗挖车站快速施工更具成效。
本文以大连地铁兴工街站为背景,针对暗挖车站快速施工技术的综合运用予以解析。
一、概况大连地铁一期工程203标兴工街站位于西安路与兴工街交叉口处,西安路正下方,呈南北向布置,车站总长208.3m。
车站设计为单拱双层结构,12m岛式站台,采用双侧壁导坑+台阶法暗挖施工,复合式衬砌结构。
车站标准断面开挖宽度21.2m(大拱脚处24.34m)、高度18.16m,隧道顶部埋深约7.1~11.1米。
车站直墙段(纵梁下7.81m高)设置2道锚索,锚索长12m,第一道位于底纵梁下0.9m,第二道位于第一道下3m,锚索水平向间距为1.5m,预加应力300KN。
附属结构包括:5个出入口通道、2组风道。
兴工街站总体布置如图1、图2所示。
图1 兴工街站总体平面示意图图2 兴工街站总体立体示意图现场条件限制:在项目启动阶段,由于该站体线位落于西安路繁华地段,周边紧邻大连机车商厦、大连机车医院、百盛购物中心、福佳新天地购物广场等商业建筑,施工场地协调难度大,前期提供的场地仅能开展单个竖井(净空为6×7m)的施工,对于一个断面积达340㎡(跨度约24m,高度约18m),长度约208m的大跨浅埋暗挖车站的快速施工是一个巨大的考验。
二、快速施工技术综合应用1、设计方案优化设计方案直接决定施工工序组织形式,并直接影响施工工期。
超浅埋大跨暗挖地铁车站的施工技术摘要:重点介绍城市大跨车站隧道的开挖和衬砌的施工技术,以及牛腿与衬砌整体浇筑的技术,保证了隧道混凝土的整体受力能力,提高了车站的防水性能,保证了施工安全和施工质量,对浅埋暗挖、大跨隧道的类似工程施工有一定的参考价值。
关键词:超浅埋,开挖,衬砌,技术1 工程概况小龙坎车站是重庆市朝天门—沙坪坝线的一个地铁车站。
小龙坎是沙坪坝区工厂和居民较为集中的地区,周围高层密布,周边多条交通要道在此交汇,交通繁忙。
小龙坎车站为暗挖双层岛式车站,站台宽度12 m,结构形式为单拱双层形式,车站长178.6 m。
主体结构内净空宽×高约为20.4 m×15.9 m,初期支护为喷锚支护,拱、墙设 25中空注浆锚杆,支护为350 mm厚的C25网喷混凝土与型钢钢架组成联合支护。
钢架间距为0.5 m,钢架间用 25纵向连接钢筋焊接为整体。
车站拱顶埋深为14 m~16 m,为超浅埋隧道。
车站主体所处岩层为Ⅳ级砂质泥岩。
具体结构见图1。
2 工程难点及特点分析1)车站的跨度大、高度高。
地质条件差,主要为砂质泥岩,遇水容易变软,强度会大幅度的降低。
车站开挖必须采用复杂的分部开挖方法,较强的支护措施。
2)采用双侧比导坑开挖,工序转换多,平行作业干扰大。
3)车站断面大,必须在确保施工安全的前提下,选择更优的衬砌方案,采用全断面衬砌或先墙后拱衬砌。
3 施工方法针对重庆轻轨小龙坎车站隧道超浅埋围岩特点和确保地表建筑物的安全,采用双侧壁导坑法开挖,全断面衬砌的方式。
这样才能最大限度地减少地面沉降,有效地控制围岩变形和保护围岩的天然承载力。
3.1 双侧壁导坑开挖3.1.1 工艺特点1)以岩体力学为基础,新奥法为指导,充分发挥围岩自承能力及支护能力,确保围岩稳定。
2)采用多工序平行交叉作业,避免施工相互干扰。
3)施工中各工序安排合理,加强洞内施工管理和围岩监控量测,当变形速率有增大趋势时,应立即采取有效措施,保证围岩和衬砌处于稳定状态。
浅埋暗挖超大跨地铁车站施工控制技术【摘要】随着我国经济的发展,人们对日常生活设施需求的增加,对地铁车站施工技术的要求也在不断提高,一方面为了保护车站施工过程中的安全,另一方面为了保障施工周围建筑物和周边环境的安全,常常采用浅埋暗挖超大跨地铁车站施工技术。
本文结合实际,深入探索在采用浅埋暗挖超大跨地铁车站施工技术时存在技术上的问题,进一步探寻优化浅埋暗挖超大跨地铁车站施工技术控制方案,更好的为我国地铁车站建筑提供参考。
【关键词】浅埋暗挖地铁车站施工技术控制1、引言国外从六十年代开始,对于城市中地铁车站采用明挖法进行施工,然而事实表明,虽然明挖法成本较低,但是施工过程中常常因为施工期间破坏路面,阻隔交通,导致地面大面积的建筑物拆除等现象发生,因此,从八十年代以后,包括我国在内的很多国家都采用浅埋暗挖超大跨地铁车站技术进行施工,大大提高了施工效率。
为了进一步将这种施工技术应用发展,深入探索浅埋暗挖超大跨地铁车站施工技术有着深刻的意义和深远的影响。
2、浅埋暗挖施工概念及现状浅埋暗挖法顾名思义,是以底层加固和柔软的底层处理作为前提条件,充分的采用复合式复合式衬砌结构,进行科学而合理的开挖方式,这种施工设计与施工控制的主要目的是为了保证施工安全,防止地面下沉,其灵活多样的施工设计可以避免扰民、扰乱交通、破坏环境等多种施工问题。
就目前而言,非常适合我国国情。
在我国近几年的地铁施工建设项目中,浅埋暗挖施工方法得到广泛的应用,城市地铁区间隧道、地铁车站、车站的出口入口、超大跨地铁车站等工程设计和施工中普遍使用,并收到了良好的效果。
目前,我国城市地铁车站建设普遍存在底层损失导致地面移动明显,对周围环境造成一定影响的现状,而浅埋暗挖法应用于城市地铁、地下商业街等工程施工建筑时,因为施工所处地段常常处于周围建筑物密布、地下管线错综,并且地下结构通常处于交通繁忙道路和地下管线的正下方,导致地下工程施工过程中不可避免的对土层岩体产生严重的影响,因此施工中因为技术问题会导致一些事故发生,尤其是地面下沉系统控制非常关键,长出现的问题主要集中在三方面:(1)地下工程所处的岩土地质环境非常复杂,影响因素较多;(2)地下工程施工时引起的地面沉降具有时空效应,是一个连续渐变的过程;(3)地面沉降是一个三维全方位的沉降过程,不但有横向沉降,还有纵向沉降,作用机理非常复杂。
复杂条件下浅埋大跨拱盖法暗挖车站施工工法一、前言随着城市发展和交通建设的不断推进,地铁成为人们生活中不可或缺的交通工具。
而地铁车站的建设也是整个地铁线路的关键环节之一。
在城市复杂条件下,如高建筑密度、繁忙道路、管线密集等,采用浅埋大跨拱盖法暗挖车站施工工法成为一种有效的解决方案。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点浅埋大跨拱盖法暗挖车站施工工法的特点如下:1. 采用浅埋方法,减少地下空间占用,减少对地表造成的影响。
2.采用大跨拱盖结构,增加车站空间的灵活性和使用效率。
3.适应复杂地质条件,能够在各种地质条件下进行施工,如软土、高含水量地层等。
4. 施工周期较短,能够快速完成车站的建设。
5. 可以与现有地下设施协调进行施工,减小对现有城市功能的影响。
三、适应范围浅埋大跨拱盖法暗挖车站施工工法适用于以下情况:1.城市建设密度高的地区,如商业中心、居民区等。
2. 道路交通繁忙的地区,如主干道、重要交叉口等。
3. 管线较密集的地区,如水、电、燃气管线等。
4. 地质条件较为复杂的地区,如软土地层、高含水量地层等。
四、工艺原理浅埋大跨拱盖法暗挖车站施工工法的理论依据和实际应用主要包括以下几个方面:1. 结构设计:采用大跨拱盖结构,提高了车站空间的灵活性和使用效率。
2. 地质勘测与分析:对施工地点的地质条件进行详细勘测和分析,以确定施工方案和采取相应的技术措施。
3. 施工方法与技术:采用浅埋方法进行施工,通过挖掘、支护和回填等工序完成车站的建设。
五、施工工艺浅埋大跨拱盖法暗挖车站施工工法的施工工艺包括以下各个施工阶段:1. 前期准备:包括工程勘测、设计、材料采购、施工准备等工作。
2. 地面施工:包括临时支撑结构的搭设、地表开挖、基坑开挖等工作。
3. 地下施工:包括顶板开挖、侧墙开挖、地下连续墙的施工、支护结构的安装等工作。
浅埋暗挖超大断面车站隧道双侧壁导坑钻爆开挖施工工法浅埋暗挖超大断面车站隧道双侧壁导坑钻爆开挖施工工法一、前言随着城市地铁的快速发展,地铁车站隧道施工变得越来越重要。
为了满足人民日益增长的出行需求,需要设计和建设更加宽敞和舒适的车站隧道。
本文将介绍一种浅埋暗挖超大断面车站隧道双侧壁导坑钻爆开挖施工工法,该工法适用于车站隧道的建设,具有较高的施工效率和质量保证。
二、工法特点该工法的主要特点是采用双侧壁导坑钻爆开挖施工工法,这意味着在车站隧道两侧分别开挖导坑,然后通过钻爆方法进行开挖。
这种工法可以大大减少施工时间,并且可以确保施工安全,同时还能够保证车站隧道的质量。
三、适应范围该工法适用于浅埋暗挖超大断面车站隧道的建设,特别是在地下水位较高或者土层较松散的地区。
这种工法可以适应各种复杂地质条件,保证车站隧道的稳定和安全。
四、工艺原理该工法的工艺原理是通过钻爆方法进行开挖,在施工过程中采取一系列的技术措施来确保车站隧道的稳定性和安全性。
具体技术措施包括:合理的钻爆参数设计、定向爆破技术、隐蔽覆盖层的设置等。
通过分析实际工程和施工工法之间的联系,可以清楚地了解该工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺该工法的施工工艺包括以下几个阶段:导坑开挖、钻孔爆破、挖土运输、支护施工等。
在导坑开挖阶段,施工人员首先利用土方机械挖掘两侧导坑,然后进行钻孔爆破。
在钻孔爆破阶段,施工人员根据设计要求进行钻孔设计,并根据实际情况调整钻孔参数。
爆破过程中需注意控制振动和噪音,以减少对周边环境和建筑物的影响。
在挖土运输阶段,施工人员使用运输设备将挖出的土方从车站隧道中运出。
在支护施工阶段,施工人员根据设计要求进行隧道的支护工程,确保隧道的稳定和安全。
六、劳动组织为了确保施工进度和质量,施工人员需要进行合理的劳动组织。
具体包括:合理安排施工队伍,明确各个工种的职责和任务;合理分配劳动力和设备资源,确保施工进度和质量的要求;制定详细的施工计划和施工方案,确保施工过程的顺利进行。
浅埋暗挖特大断面地铁车站施工工法探究摘要:在城市地铁施工过程中,地铁车站往往具有断面大,埋深浅,施工难度大,施工力学性能复杂,施工周期长的特点。
地铁车站的开挖引起的隧道围岩的扰动和地表沉降,对隧道和周边建筑物的稳定性造成影响。
为保证车站施工的安全,选择合理的施工工法,本文结合实例对浅埋暗挖特大断面地铁车站施工工法进行分析,并进行对比,可供参考!关键词:地铁车站;浅埋暗挖;施工方法;计算工况近年来,随着城市地铁的快速发展,地铁车站普遍采用浅埋暗挖法施工。
该站常具有断面大、埋藏浅、地质条件复杂、自稳性差等特点。
在施工过程中选择合适的施工方法,以保证隧道结构的安全和周围建筑物的稳定,是一个热点问题。
1 工程概况地铁站全长217.8 m,设置为露天、地下开挖相结合的地下车站。
地下开挖段长度165.2 m。
本站采用地下二层岛站、单拱大断面、复合衬砌、双面墙掘进法。
根据地面地质调查和钻探,勘察区裸露地层可自上而下分为第四系全新世充填土层、残积洪积粉质黏土和侏罗系中沙溪庙组沉积岩层。
岩体相对完整,地下水主要为基岩裂隙水和松散层孔隙水。
2 浅埋暗挖特大断面地铁车站施工工法浅埋暗挖法作为一种造价低、对地面交通影响小、施工灵活的施工方法,在城市地铁和市政隧道中得到了广泛的应用。
目前,根据工程地质条件,超大断面地铁车站单拱浅埋暗挖法主要有台阶法、中墙法(CD法)、跨中墙法(CRD法)、双侧墙导坑法等。
2.1 台架法台阶法按台阶长度可分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法。
长台阶法上下段间距较大,根据实际情况,上台阶长度(L)一般大于孔径(d)的5倍,短台阶法上下段间距较小,上台阶长度一般控制在孔径的1.0~5.0倍。
根据断面的大小,围岩的特点以及对于变形的控制等,台阶法可以分为上下台阶法,三台阶法等,其中三台阶法可以分为三台阶五步法,三台阶七步法等。
2.2 CRD方法CRD法是在CD法的基础上增设临时仰拱,采用两侧交叉开挖,分步封闭的施工方法。
浅埋暗挖大跨车站中下台阶快速施工爆破技术
摘要:简单介绍浅埋暗挖大跨断面中下台阶快速施工爆破技术的布孔、装药、网络连接方式,通过与传统大断面中下台阶水平眼爆破在爆破效果、爆破振动控制、炸药单耗、循环进尺、施钻效率等方面进行比较,突显垂直深孔爆破技术快速、高效、经济的特点。
关键词:装药;高效
Abstract: introduces the shallow tunnel blasting technology during the construction of large cross section below the steps rapidly holes arrangement, charging, network connection, with traditional big section below stairs horizontal hole blasting in the blasting effect and blasting vibration control, specific charge, circulating footage, drilling efficiency comparison, highlighting the vertical deep-hole blasting technology of rapid, efficient and economic characteristics.
Key words: charge; efficient
国内暗挖大断采用洞桩法、中洞法、CRD法及拱盖法等传统工法,该类工法大多待拱部封闭成形后分台阶进行车站负二层的开挖,中下台阶采用传统气腿式风钻分部进行人工爆破,成孔效率低,爆破进尺有限,单次爆破范围及造碴量小,且超欠挖控制不理想,直接制约初支及后续防水、二衬等工序的开展,影响建造工期。
一、工程概况
(一)车站设计概况
大连地铁一期工程兴工街站位于西安路与兴工街交叉口处,西安路正下方,呈南北向布置,车站起点里程DK15+596.272,终点里程DK15+804.572,车站总长208.3m。
车站设计为单拱双层结构,12m岛式站台,采用双侧壁导坑+台阶法暗挖施工,复合式衬砌结构。
车站标准断面开挖宽度21.2m(大拱脚处24.34m)、高度18.16m,隧道顶部埋深约7.1~11.1米,总体平面布置如图1所示、标准横断面如图2所示。
图1兴工街站总体平面布置图
图2兴工街站标准横断面图
(二)洞身围岩
根据设计及勘察资料,车站中下台阶绝大部分位于Ⅳ级围岩中,局部夹有Ⅲ级、Ⅴ级围岩,岩体较破碎。
地质情况如图3所示。
图3兴工街站地质纵剖面图
二、爆破参数设计
根据地质条件,周围环境情况并参照以往类似工程施工经验对爆破方法进行优化,中、下台阶中部拉槽采用中深孔大间距松动控制爆破,中槽左右半幅错开不小于10m爆破,边墙剩余部分采用水平钻孔浅眼爆破。
分段分层进行爆破,中槽每段10m,边墙进尺1.5m,爆破参数如下:
1、中槽中深孔大间距松动爆破
①孔径Φ:孔径选取90mm;
②台阶高度H:主要台阶高度取3~4m;
③中深孔深度h:浅孔深度取3~4m;
④孔距a:孔距取1.5m;
⑤排距b:排距取1.5m;
⑥填塞长度L:一般取30d(d为孔径);
⑦单位炸药消耗量;炸药单耗取0.4~0.5kg/m3;
⑧梅花形布孔,连续装药,单孔延时起爆。
2、边墙浅眼爆破
①孔径Φ:孔径选取40mm;
②台阶高度H:台阶高度取3m;
③炮眼深度h:炮眼深度取1.5m;
④孔距a:孔距取45~70cm(周边眼45cm);
⑤排距b:排距取70~80cm;
⑥填塞长度L:80cm;
⑦单位炸药消耗量;炸药单耗取0.4~0.5kg/m3;
⑧梅花形布孔,连续装药,分段分层起爆。
三、爆破器材的选择
根据隧道所穿越围岩的坚固性系数f以及岩石纵波波速等,选用威力适中、匹配性好、防水性能好、便于装药的药卷状岩石乳化炸药,引爆器材则选用国产Ⅱ系列非电毫秒微差导爆管。
表1爆破器材统计表
5.4.4 装药结构
中、下台阶中槽中深炮孔成孔采用履带式液压潜孔钻机进行成孔,装药采用孔底大药卷(一组由普通5~7条普通乳化炸药捆绑而成)连续装药,见图4。
边墙预留周边眼采用空气柱间隔装药外,其余炮孔均采用孔底连续装药,见图5。
图4大药卷连续装药结构示意图图5空气间隔装药结构示意图
四、炮孔布置
中、下台阶中部拉槽采用中深孔大间距松动控制爆破,孔径不小于90mm,炮孔间距150cm,排距150cm,梅花形布置。
第一层炮眼深度3m;第二层炮眼深度根据隧道剩余部分的高度进行确定。
分段长度不超过10m。
具体如图6、7所示,图中单位为mm。
图6中台阶炮眼布置剖图图7下台阶炮眼布置剖图
五、起爆网络
各段毫秒微差雷管脚线集束于工作面中部,采用起爆器引爆导爆管雷管。
孔内微差低段雷管一般跳段使用,使各相邻段间隔时间大于50ms,同时岩体上顶面采用5段雷管进行地表位差,使每排分段起爆,以改善爆破效果和防止地震波叠加而产生较大的振动,具体连接如图5-9所示。
图8起爆网络示意图(中槽半幅)
六、爆破振动计算
根据《爆破安全规程》GB6722-2003中对地面建筑物的安全要求,主要是控制被保护建筑物所在地质点峰值振动速度和主振频率,建筑物所在地质点峰值振动速度计算公式如下:
式中:
R——爆破振动安全允许距离,单位为米(m);
Q ——炸药量,齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量,单位为千克(kg);中深孔大间距松动控制爆破设计取值Q=4.0kg;
V ——保护对象所在地质点振动安全允许速度,单位为厘米每秒(cm/s);设计取值V=5.0cm/s;
K、α ——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数,可按下表5-2选取,或通过现场试验确定,设计取值K=150,α=1.8。
表2 爆区不同岩性的K,a值
(一)中槽中深孔验算
由上公式得出中深孔大间距松动控制爆破振动安全允许距离R=10.5m,地表重要管线及周边建筑物距爆破源距离大于18m,满足要求
(二)边墙浅眼验算
边墙浅眼爆破安全距离R取18m,V、K、α同上,可反算单段最大装药量为:Q=20.1kg
边墙浅眼每段最多8个炮眼,每孔最大装药量不得超过:20.1/8=2.5kg
因边墙浅眼孔深定为1.5m,根据经验装药为0.4~0.6kg≤2.5kg;
实际操作过程中,可根据试爆结果,调整装药量,必要时调整炮眼布置,但均需保证洞内围岩稳定,及周边建筑物安全。
七、效果检验
1、循环进尺
经工程实践,采用中下台阶快速施工爆破技术可大大提高岩石爆破成渣效率,在地下暗挖车站的有效空间内一次爆破距离可控制在10左右,爆破方量可达约250m³,单日可集中爆破方量约750m³,晚间集中出渣,较传统气腿式风钻爆破效率高约8倍。
2、施钻效率
该技术采用液压式履带潜孔钻成孔效率较普通气腿式风钻成孔效率高约5倍,施工人员投入也大大降低,每台钻机只需1名操作手和一名副手,一次投入人员约2~4人,而传统气腿式风钻每台需配至少2人,一次投入人员约10~15人。
3、炸药单耗
平均炸药单耗可控制在0.4kg/m3以内,有效节约爆破成本,该工况下传统气腿式风钻爆破平均炸药单位已接近0.8kg/m3。
4、爆破效果
岩石成渣块度上明显优于普通爆破方法,便于出渣装卸,有效避免传统爆破造成的个别大块度岩石难于装卸,再进行二次破碎。
同时,在爆破振动控制方面亦可达到于传统爆破方法效果,振速满足相关要求。
图9地表重要建筑物爆破振动检测数据。