城市中心区复杂环境条件下隧道爆破技术

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城市中心区复杂环境条件下隧道爆破技术
作者：王建望 汪斌
来源：《城市建设理论研究》2012年第34期

摘要：本文以深圳地铁龙岗线石-购、购-福区间为例, 介绍了城市中心区复杂环境条件下
浅埋隧道开挖控制爆破施工方法。在爆破设计中, 根据爆破点周围不同的外部环境, 采取了不同
的爆破参数, 并采用了一系列综合减震措施, 开挖爆破对隧道及基坑周围建筑物的影响降低到很
小程度。监测结果表明, 爆破震动控制较好, 周边建筑物没有受到影响。

关键词: 城市中心区; 复杂环境; 控制爆破
Abstract: Shenzhen Metro Longgang Line Stone - share purchase - a blessing interval, for
example, complex environmental conditions of the urban centers shallow tunnel excavation control
Blasting Method. Blasting design, according to the different external environment around the blasting
point, to take a different blasting parameters, and a comprehensive range of damping measures
excavation blasting tunnel and pit surrounding buildings reduced to a very small extent. The
monitoring results show that the blasting vibration is well controlled, the surrounding buildings was
not affected.Keywords: urban centers; complex environment; controlled blasting

中图分类号：TB41文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1.前言
城市隧道（主要是地铁工程及各类市政地下工程）施工往往处于建筑物、道路和地下管线
等设施的密集区，主要体现在周边及拱顶上方建(构)筑物密集、距离近、人车流量大、隧道埋
深浅等。从而导致城市隧道建设中各种工程环境公害问题日益突出。因而在城市隧道施工中，
必须保证施工对于已有的设施所造成的影响危害在允许的范围内。

本文以深圳地铁龙岗线石厦站-购物公园站、购物公园站-福田站区间暗挖隧道土石方开挖
控制爆破为例, 介绍了城市复杂环境下控制爆破技术, 可供类似工程参考。

2.工程概况
本暗挖段隧道位于石厦站-购物公园站区间，靠近石厦站北端头里程为Z(Y)CK4＋381.53
（381.53）～Z(Y)CK4＋570（601）。

区间隧道紧邻深圳福田区政府，周边商铺林立，高层建筑密集，暗挖段隧道按复合式衬砌
设计，按喷锚构筑法施工，先期施工初期支护，待盾构机空推过后，拼装钢筋砼衬砌管片。隧
道断面为圆形，初期支护采用喷射砼、钢筋网、锚杆和格栅钢架。辅助支护采用深孔预注浆和
超前小导管。
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3．控制爆破设计
3.1爆破开挖施工
本区间隧道洞身穿越处主要为强、中、微风化岩层，存在上软下硬现象，隧道开挖上部较
软围岩采用人工风镐开挖配合机械为主，下部微风化地层以微差光面爆破为主。但钻爆开挖必
须考虑以下技术要点：1）钻爆开挖时，要防止爆破震动引起上方软弱地层的坍塌，危及施工
安全和地面安全。2）隧道埋深浅，距离建筑物过近，钻爆施工易对地面建筑物及地下建、构
筑物产生震动影响，甚至破坏。为避免震动对地面建筑物的危害，采用减震、光面爆破。爆破
作业遵循浅孔密布的原则：少装药，短进尺，多循环、分台阶开挖。左右线隧道同时施工时，
严格控制光爆层的厚度、炮眼间距和装药量，尽可能的减少对地表建筑和周边地层的扰动。并
且先行施工一条隧道，后行施工隧道爆破开挖时，尽可能的减少对先行隧道已成结构的扰动。

故减震爆破方案如下：1）台阶法开挖爆破当围岩结构为上断面松软下断面坚硬时，上断
面采用人工开挖，开挖出上台阶临空面，下断面采用微差光面爆破开挖。每次爆破进尺不超过
1m，掏槽区炮眼深度控制在1.2m左右，台阶法施工每次爆破进尺控制在0.8m左右。控制单
段药量，控制爆破规模以达到控制质点振速的目的。2）预留光面层的光面爆破本段暗挖隧道
处于居民闹市区，对振速有严格要求，为了控制振速及保证成形质量，采用预留光爆层实现光
面爆破技术。3）光面爆破结合松动爆破 为减轻震动及噪音，上半断面采用机械配合人工开
挖，下半断面采用微差光面爆破结合松动爆破的减震爆破开挖形式。

3.2 钻爆设计根据围岩条件选用乳化炸药，周边眼采用专用光爆药卷。起爆采用非电毫秒
雷管微差起爆方式，掏槽眼采用正向起爆，其余孔采用反向起爆。雷管跳段使用，周边眼采用
空气间隔不耦合装药结构，用竹片绑扎方式实现，其余炮眼采用连续装药结构，所有炮孔均用
炮泥填塞。

3.3微差光面爆破施工设计
本设计仅为原则性要求，具体爆破设计参数以被公安部门批准的爆破施工方案为施工依
据。爆破方案按专项施工方案的编制要求和审批程序进行。

3.3.1爆破施工设计依据
（1）工程地质与水文地质；
（2）施工周围环境及施工作业条件；
（3）开挖施工方法、掘进速度、施工能力及施工机具；
（4）开挖质量要求；
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（5）岩石的特性及岩石的抗爆性、可钻性；
（6）炸药品种及其他火工品的品种和技术参数；
（7）国家标准：爆破安全规程（GB6722-2003）；
3.3.2施工参数
⑴开挖方式：矿山法隧道单线A型、B型断面均采用短台阶法开挖。
⑵开挖面积
单线A型断面面积：约39.81m2;
单线B型断面面积：约41.16m2
⑶隧道预留变形量：按设计给定值。
⑷岩石的抗爆性:极难爆（中风化、微风化花岗岩为主）。
⑸装碴方式:小型挖掘机装碴。
⑹破碎块径:粒径最大尺寸不大于30cm。
⑺循环进尺的确定
循环进尺根据围岩特性、开挖断面、支护形式、格栅钢架间距、施工方法、施工机具、出
碴能力等综合进行考虑确定为0.6～1.6m。开始施工时，采用0.8m的循环进尺,根据监控量测
的情况进行循环进尺的调整。

3.3.3爆破参数的确定
（1）药卷直径选择：周边眼采用Φ20药卷，其它炮眼采用Φ32药卷。
（2）炮眼直径的确定
为避免发生管道效应导致药卷拒爆，药卷直径应与炮眼直径相匹配。采用不耦合系数λ来
控制药卷直径，不耦合系数λ=D/Φ，隧道穿越较硬地层有中等风化、微风化花岗岩饱和单轴极
限抗压强度为34～81MPa属于硬岩，不耦合系数λ控制在1.1-1.4之间,且要求药卷直径不小于
该炸药卷的临界直径。实际爆破设计时，周边眼可采用较大的λ值，掏槽眼和辅助炮眼采用
λ=1.3,周边眼采用λ=1.6。确定掏槽眼和辅助眼直径为42mm，周边眼直径为32mm。
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