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1、青岛地铁试验段隧道工程钻爆法施工【提要】阐述在青岛地铁试验段中,如何采用浅埋暗挖钻爆法,安全通过城市交通主干道和旧砖房地段,有效控制爆破噪声、振动的体会。【关键词】地铁 试验段 钻爆法 爆破噪声 爆破振动1 青岛地铁一期工程规划青岛市地处黄海之滨,胶州湾畔,三面环海呈半岛形状,市内丘陵起伏,平均海拔19.3m。青岛市东部为崂山山脉,西部隔胶州湾,与黄岛区、胶南市隔海相望,北部与即墨市陆地接壤。青岛一期工程南起西镇站,北至国棉九厂站,正线长16.37km,出入段线1.5km,共设13座车站,一处车辆段,一处指挥中心。地铁一期工程沿线地形由南往北呈波状递降,工程地质条件较好。市区
2、第四系表土层可见厚度2～8m,与基岩直接接触,界线清楚。下伏基岩由中生代燕山晚期花岗岩组成,自上而下为:花岗岩强风化带,厚度1～4.5m,f=2(f是岩石坚固系数);花岗岩中风化带,厚度0.5～6.7m,f=3~6，花岗岩微-未风化带,但其组织结构基本未变,岩石完整性好,f=6～10。沿线构造地质简单,仅有在地应力作用下所形成的节理构造和断裂构造,未见褶曲构造。沿线无大的富水构造,岩石富水性极贫。青岛地铁一期工程90%以上的线路隧道穿越燕山晚期微—未风化花岗岩。车站隧道埋深满足覆跨比HD》17;区间隧道埋深满足覆跨比HD》0.5(H—围岩f>2的岩体到隧道顶的垂直距离,D—隧
3、道跨度)。修建青岛地铁有优越的地质条件,可主要采用暗挖钻爆法施工。只是火车站站、胜利桥站采用明挖法施工。2 钻爆法施工的爆破效应地铁隧道钻爆法施工时,炸药的潜能瞬时释放,使炸药周围的岩石产生非弹性变形,形成岩石压碎圈和破碎圈。其中有一部分能量转换为地震波,另一部分能量转换为空气冲击波。由此而引起的爆破地震效应、冲击波超压、爆破噪声等副效应被合称为爆破三害。青岛地下工程很多,但其工程环境条件与地铁相差甚远,并且没有进行过系统的关于降低爆破副效应的研究。因此,在地铁工程全面开工之前,我们选择了一座车站和一个区间共1400m作为试验段,先期进行钻爆法施工,为确保全线施工顺利进行,减
4、小爆破副效应积累经验。3 青岛地铁试验段钻爆法施工实践地铁青纺医院站为单拱车站,全长218m,宽18.5m,高14m(图1),位于四流南路与开封路交叉路口东南,覆盖层厚8～10m。车站南北两端有多层砖房。车站拱部采用大拱角模筑混凝土复合式衬砌,边墙喷锚支护模筑混凝土衬砌。车站5个出入口及通道采用全断面模筑混凝土衬砌(图2),断面宽4.7m,高4.2m。1#、3#、4#人行出入口需穿越四流南路交通主干道,隧道拱顶与路面距离2～4m,其中含各种城市管线4条;路面行人川流不息,交通十分繁忙。我们选择作出碴口的1#出入口先进行钻爆施工,该通道上方有一5层旧砖房,年代久远,已被列入市拆
5、迁改造范围,房屋基础与隧道拱顶距离4m。通道以中风化岩和微风化岩为主,局部为强风化岩。图1 车站结构 图2 出入口通道 爆破施工必须防止地面建筑物、地下管线、隧道结构受爆破振动的影响;同时必须使居民受噪声和震动的影响减至最小程度。311 确定评价爆破效应的安全标准地下隧道爆破产生的副效应是通过仪器量测建筑物等所在地面质点振动最大加速度或最大速度来反映的。确定爆破效应安全标准,寻找振动传播规律,具有十分重要的意义。①采用我国国标GB6722-86《爆破安全规程》,作为评价爆破地震效应的标准。地铁通道及车站上方建筑物安全振动速度值宜控制在20～50mms.②根据爆破地震效应对人员
6、影响的评价标准,其安全振动速度值宜控制在20mms内。③评价空气冲击波引起地面建筑物振动、噪声危害、对洞室人员及设备的影响。大量工程实例表明,洞室爆破产生冲击波对地面以上的影响多在0101MPa以下,一般只引起房屋玻璃震动和电灯摇晃,实际上由冲击波引起的建筑物振动和噪声影响不大。另外,空气冲击波沿洞室传播时,对洞室人员及设备可能造成危害,洞室内部应控制其超压值<0103MPa。实际爆破时,安全距离可据一次爆破用药量、隧道断面大小取保守值。短距离通道内起爆前,作业人员应全部撤出洞室。④评价爆破对地下洞室影响的标准。爆破对地下洞室围岩稳定的影响程度取决于爆破后形成的岩石破碎圈和裂
7、隙圈的大小。青岛市人防工程实例表明,采用光面爆破时,一般只形成极小的裂隙圈,破碎、裂隙圈的范围一般为普通爆破的1?3～1?2,不影响隧道的稳定。312 确定爆破地震安全振动速度在实际爆破施工中,主要依据是“评价爆破地震效应的标准”和“爆破地震效应对人员影响的评价标准”。施工前查勘地面建筑物等环境条件,对照国标GB6722-86《爆破安全规定》和国外资料,类比青岛地下工程,先理论确定爆破安全振动速度值,实施爆破,量测地面质点振动最大速度,询问当地居民了解受爆破影响的实际情况,不断修正、调整后确定地震安全振
