深孔控制爆破在盾构穿越复杂地质条件下的应用.pdf

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1、隧道与地下工程器Tunnel鼹UndergroundEngineering深孔控制爆破在盾构穿越复杂地质条件下的应用鲁佩林(中铁一局集团市政环保工程有限公司，甘肃兰州730099)摘要：深孔控制爆破是解决盾构机在复杂地质条件下脱困的重要方法，特别是在地面环境较为复杂，周围建筑物较多，地下水位较高，存在基岩隆起且伴有大量孤石的地层条件下更为有效。深圳地铁某工程采用深孔控制爆破进行盾构机脱困施工，取得了较好效果，以该工程为背景，介绍深孔控制爆破在盾构穿越类似地层中的应用。关键词：盾构法；深孔控制爆破；复杂地层；脱困中图分类号：U455．4文献标志

2、码：B文章编号：1009—7767(2012)03—0101—04ApplicationofDeepHoleControlledBlastinginShieldTunnelingthroughComplexGeologicalConditions随着我国城市轨道交通工程的迅速发展，盾构法构隧道进行支撑加固并布设隔振孔：对地面建筑物和在隧道工程施工中得到了越来越广泛的应用。由于受在建基坑进行监测和必要的加固保护。爆破钻孔断面地面环境以及地质条件约束，盾构法在一些复杂地质布置见图1。条件以及地面环境下的应用受到制约，要想使盾构机在这些复杂条件下顺

3、利通过，必须采取一些辅助措施。特别是在高地下水位、上软下硬以及夹杂有坚硬孤石地层和地面周边建筑物较多时，在严格控制爆破振速的情况下，采用深孔控制爆破较为有效。1工程概况深圳地铁某工程采用盾构法施_[，隧道下穿深圳欢乐谷旅游景点，左右线问距为l3．2m。左线全长1244m，全线已贯通；右线全长1218m，共812环。当盾构机在右线隧道掘进至562环时．刀盘前方27m的隧道范围内出现上浮基岩．侵入隧道断面3m左右．岩石坚硬，抗压强度为150MPa。盾构停机位置位于深圳欢乐谷旅游景点区内，且施工区域距离附近建筑物较近(最近仅为5m)，对建筑物沉降等

4、有较高要求。另外，该处地层条件较为复杂，存在高地下水位、孤石、基岩及地层软硬不均，处理难度较大。根据以上调查情况，项图1爆破钻孔断面图(m)目部经过仔细讨论研究．决定采用深孔控制爆破处理2深孔爆破施工2．2炮眼布置2．1爆破钻孔断面布置在满足安全条件的前提下，将基岩爆破成粒径不采用深孔控制爆破方法对盾构机前方10~-．-．27m大于30cm的碎石，按照控制爆破设计原则，通过计算内侵入隧道的基岩和孤石进行破碎，对临近的左线盾确定爆破参数。具体炮眼布置见图2。z01z~3期(5一)第3o整辛荭投木101隧道与地下工程器Tunnel踱Undergr

5、oundEngineering表3隧道距离爆破点单段最大装药量表由于起爆体上方有约201TI高的水柱，压强相当大，因此在起爆体内要适当用碎石配重，以利于起爆体的就位。炮孑L采用正向装药起爆，起爆雷管选用2发瞬发电雷管，且分别属于2个电爆网路，2套网路并联后起爆。爆破网络图见图6。地面在施工中应严格控制单段最大装药量，对既有隧i歹些窒道及灯塔等采取加固、隔振等措施，起爆方向背向左；线隧道．先起爆离左线最远的炮孔，创造出临空面使其震动对左线隧道的影响最小。此外，在施工中要注意i钻孔孔径煳合理分段，尽量降低震动速度。在实际施工过程中。单il下直径0

6、75PVC套管、段最大装药按照小于3．6kg进行控制，爆破振速在规iI＼药卷直径为06Om／n／范规定范围之内，这证明最大单段装药量按3．6kg控制是合理、可行的。／／／i一；一～_二_＼需爆破岩石2．5装药结构＼＼面炮眼钻孔超深0．5～0．811q，孔距与排距相等，取、l0．8～1．0一0．8～1．0in，具体装药结构见图3、4。地面图4厚度1．0m基岩装药结构示意图(m)堵塞砂包、、钻孔孔径为O146mm铁板l下直径075PVC套管砂包I药卷直径为060mm一～／炸药誓’_堵塞l—图5炮孔覆盖示意图炸药1—＼＼隧道底面l超深J0．8～1．

7、0’0．5～O．8l图3厚度3．0m基岩装药结构示意图(ITI)2．6装药、填塞及覆盖装药后用中粗砂或碎石作堵塞物．具体覆盖形式见图5。非电雷管非电雷管2．7爆破网络设计图6爆破网络图由于炮孔深度约24m，需要爆破处理的岩石位于地表以下约20~24In．炮孔中存在地下水，因此起爆3爆破效果监测药包需采用软钢丝或绳悬吊于爆破点的位置．且一端3．1监测指标【-2]固定于孔口位置，标高误差不得大于10cm。药包装在1)地表沉降：30mm。特制的PVC管体内，该起爆体须具有较好的防水性能。2)爆破振速：一般建筑物2．5cm／s；钢筋混凝土2012-~

8、-3期(5竹)S3o卷，{}荭敏木103