地铁站基坑开挖爆破专项施工方案.pdf

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1、 地铁站基坑开挖爆破专项施工方案 1、工程概况 1.1 工程地质情况 车站范围内无断层通过，地质构造简单。场地岩土自上而下有：人工填土层、淤泥、淤泥质土层、粉细砂层、中粗砂层、冲积洪积粘性土层、可塑状残积粉质粘土层、硬塑或密实状残积粉质粘土层、岩石全风化带、岩石强风化带、岩石中风化带、岩石微风化岩，分层描述如下：人工填土层:全部为杂填土，呈灰黄、灰褐色等，组成物为人工堆填的碎石、砼块、砖块、砂土及粘性土，硬质物含量较高，结构松散或稍压实。淤泥质土层：深灰、灰黑色，以粘粒为主，局部含较多粉砂或薄层粉砂，含腐植物，饱和，流塑状态。粉细砂层：灰白、灰黄色，主要为粉细砂，松散，含少量粘粒。中粗砂层：灰

2、白、灰黄色，主要为中粗砂，中密，含较多粘粒和砾砂。冲积洪积粘性土层:灰黄、黄红色，以冲洪积作用而形成的粉质粘土和粘土为主，局部为粉土或含粉细砂，可塑状态为主，局部硬塑状。可塑或稍密中密状残积粉质粘土层：紫红色、褐红或棕红色，由红色陆相沉积岩层（泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩等）风化残 积作用而形成的粉质粘土组成，粉质粘土以粘粒为主，湿，可塑状态。硬塑或密实状残积粉质粘土层：呈暗紫红色、褐红色等，主要由粉质粘土组成，局部为粘土，含少量风化残留岩石碎屑，呈硬塑坚硬状；本层强度较高，压缩性较低，但具有遇水软化强度降低的特点。岩石全风化带：由棕红色的泥质粉砂岩组成，局部有砾岩，原岩已风化成土状，岩石组

3、织结构已基本破坏，但尚可辨认，局部夹强风化岩碎块，岩芯呈密实土状或坚硬状，在可挖性方面属于土层。岩石强风化带：主要由棕红色的泥质粉砂岩组成，局部有砾岩，结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，岩石风化裂隙发育，岩芯呈半岩半土状、碎块状或片状。岩石中风化带：主要由棕红色泥质粉砂岩，粉砂质泥岩组成，夹砾岩或含砾粗砂岩，粉粒结构，泥、钙质胶结，中厚层状构造，岩石组织结构部分破坏，岩芯呈短柱状或柱状，岩质较硬。岩石微风化带：主要由棕红色泥质粉砂岩组成，夹砾岩和含砾粗砂岩，粉粒结构，泥、钙质胶结，中厚层状构造，岩石组织结构基本未变，矿物成分基本未变化岩芯呈柱状，岩质坚硬。土层和强风化泥质粉

4、砂岩可以采用机械开挖的方式施工，中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩层必须进行爆破开挖，中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩层开挖深度为 8m 左右。地下水主要有孔隙潜水和基岩裂隙水，水量中等，对开挖施工影响较小。xx 周边环境复杂。在基坑开挖爆破中，既要保证正常的施工进度和必须的爆破效果，又要防止因爆破作业对周边建筑环境和人文环境所造成的有害影响。2、爆破控制标准的确定 2.1 爆破震动的控制标准 爆破震动是爆破施工中无法避免的现象，但要有一个相对的控制标准。因为爆破地震震动频率较高，一般主震频率为 5HZ50HZ。由于施工前无法获取车站基坑周边 建筑物的详细资料，根据GB6722-2003爆破

5、安全规程中的规定，本项目爆破震动安全控制峰值震动震速为 25mm/s。2.2 爆破飞石的控制 爆破飞石飞散距离受到岩体强度、孔网参数、炸药单耗、最小抵抗线方向、堵塞长度等诸多因素影响，为了确保安全，按照国家爆破安全规程中的警戒要求，起爆的正面方向不小于 200m，侧面方向不小于 150m。3、爆破标准的控制措施 3.1 爆破震动控制措施 1)、降低单响最大装药量，减少瞬间爆破能量；2）、合理设置各响之间的间隔时间，避免爆破震动波的叠加效应，以降低爆破震动；3）、阻断震动波传播扩大，减少爆破震动波的影响范围。3.2 飞石飞散及冲击波的控制措施 1）、降低炸药单耗量，避免药量过大形成抛掷爆破产生飞

6、石；2）、保证最小堵塞长度，采用深孔松动爆破方式进行；3）、为有效控制飞石和冲击波，对爆破体需采取防护措施：一是在每个炮孔口压装土编织袋 1 个，其上铺设荆芭 2 层，荆芭上层再压编织袋 1 个，最后再用帆布棚将编织袋整个覆盖包裹，荆芭与帆布用铁丝拉住控紧，以阻挡爆破碎块和保护上层的帆布不被砸坏并降低声响。二是挖一定深度和宽度的减振沟，阻止爆破地震波的传递。综合上述，本基坑爆破采用纵向分区段，水平分层，中部深孔松动爆破法结合周边预裂爆破法施工。3.3 爆破实施方案 根据现场的实际周边环境，基坑采用分阶分层爆破方式，从基坑北侧拉槽沟然后分区段由南往北侧定向爆破（见图 1），具体方式如下：1）、在

7、基坑北侧东西向东西向拉槽，形成稳定向北临空面；2）、围护结构附近采用预裂爆破方式，预先在基坑的周边爆破一条贯通的裂缝。一方面能够提高爆破后边坡的平整度；另一方面能够利用形成的预裂缝阻断爆破震动波的转播，以降低地震强度；3）、分阶分层由南向北进行深孔松动爆破，以控制爆破飞石的飞散距离和飞散方向。爆破方向爆破方向爆破方向爆破方向爆破方向爆破方向爆破方向拉槽11爆破方向 3.4 作业顺序与爆破参数的确定 1）、拉槽沟开挖 拉槽沟采用中深孔渐进开挖爆破法，每次开挖长度 810m，使用全液压凿岩机钻孔，钻孔直径 d=50mm（采用32 乳化炸药）。沟槽断面为梯形，槽顶宽 4m，深度 8m。考虑拉槽沟爆破

8、的夹制效应，拉槽沟的开挖分两层开挖，每层开挖的深度为 4m。沟槽爆破相关参数 孔距 a 取 1m；排距 b 取 0.85m；孔深 L，对垂直钻孔取 4.5m；对倾斜钻孔取 5.0m；填塞长度 l 取 1.5m；单孔装药量 Q，Q中孔=2.2千克，Q边孔=1.2 千克；基坑拉沟槽爆破参数表 炮孔 名称 孔径（mm）孔深（m）孔距（m）排距（m）孔数（个）炸药 类型 药卷 规格 单孔药量 沟槽爆破边孔 50 4.5 1.0 0.85 20 乳化 32 1.2kg 沟槽爆破中孔 50 4.5 1.0 0.85 20 乳化 32 2.2kg 一次开挖总装药量 Q=20*(1.2+2.2)=68kg 装

9、药结构 采用小直径的32mm 药卷，可以降低线装药密度，因此拉槽施工采用连续装药结构。沟槽爆破起爆顺序 先起爆的药包，要为后起爆药包创造临空面。对只有向上临空面的沟槽爆破（即首段爆破段）应设掏槽眼，并保证掏槽眼优先起爆；由于沟槽的夹制作用，每次起爆的排数不宜大于 10 排，否则影响爆破质量；沟槽爆破起爆顺序布置图见图 2（图中数字为起爆顺序）掏槽AA112233445566BB123456221144336655abcA-AB-B 2）基坑周边预裂爆破 预裂爆破设计参数 每次预裂爆破长度为 60m，预裂炮孔直径 d 取 70mm（采用32乳化炸药）；预裂爆破的孔深 L 取 9m；预裂爆破的孔距

10、 a=nd（m）；式中 n-孔距计算系数（通常 n=812），孔径小及岩石坚硬完整者取大值，反之取小值。结 合 本 基 坑 的 实 际 情 况，综 合 考 虑，预 裂 爆 破 的 孔 距a=1.0m(a=12*0.07=0.84m1.0m)；预裂爆破单孔装药量 Q=K*a*L=0.5*1.0*9=4.5（kg）；式中：K-预裂爆破单位面积耗药量，一般 K=（0.320.58）kg/m2,本工程取 0.5kg/m2。基坑周边预裂爆破参数表 炮孔 名称 孔径（mm）孔深（m）孔距（m）孔数（个）炸药 类型 药卷 规格 单孔 药量 预裂 炮孔 70 9.0 1.0 60 乳化 32 4.5kg 一次

11、开挖总装药量 Q=60*4.5=270kg 预裂爆破的装药结构 由于采用的是小直径的32mm 药卷，降低了孔内的线装药密度，因此预裂炮孔的装药结构采用连续装药结构。3）深孔台阶松动爆破 深孔台阶松动爆破设计参数 台阶告诉 H，台阶高度取与基坑的爆破开挖深度相同 8m，即一次爆破开挖到位；深孔炮孔直径 D，本工程深孔台阶炮孔的直径采用 90mm。超钻深度 h，超钻深度 h=1.0m。钻孔形成，钻孔采用垂直孔，垂直钻孔技术比较简单，钻孔速度较快，孔间距容易控制，不易发生夹钻事故；钻孔深度 L1，L1=H+h=8+1=9m；底盘抵抗线 W1，底盘抵抗线是影响露天深孔爆破效果的重要参数之一。过大的底盘

12、抵抗线会造成根坎多，大块率高，后冲作用大；而过小则不仅浪费炸药增大钻孔工作量，而且容易产生飞石危害。因此，本工程 W1=（2050）D 来计算，D 为钻孔直径，由孔径 D=90mm 得出底盘抵抗线最大不能超过 4.5m，本工程 W1取 3m；堵塞长度 L2，堵塞长度 L2=（2040）D 来计算，D 为钻孔直径，由孔径 D=90mm 得出堵塞长度最小为 1.8m。根据长期的爆破施工实践证明，一般堵塞长度不宜小于 20D，当堵塞长度大于 30D，且大于 3m时，不会产生飞石，本工程堵塞长度 L2取 3m3.5m 之间。孔距 a 和排距 b，孔距 a 取 3.5m，在采用三角形布孔时，排距 b与孔

13、距 a 的关系为 b=asin600，故排距 b 取 3m。单孔装药量计算 单孔装药量 Q=Khab=0.3*8*3.5*3=25.2(kg)式中：K-爆破单耗药量；H-开挖深度；a、b-孔距、排距。对于每一种岩石在一定的炸药与爆破参数和起爆方式下都有一个合理的单耗，根据本基坑的岩性以中微化砂岩为主，f 值为 37。考虑到城市内的爆破风险较大，为确保在爆破避免产生飞石，达到岩石松动为主要目的，因此在选取炸药单耗时，选取较小的数值（本工程 K=0.3）。主体基坑采用分阶分层由北往南退挖，一次爆破长度为 30m 左右，布设 10 排炮孔，每排布设 56 个炮孔。基坑深孔台阶松动爆破参数表 炮孔 名

14、称 孔径（mm）孔深（m）孔距（m）排距（m）孔数（个）炸药 类型 药卷 规格 单孔 药量 主炮孔 90 9.0 3.5 3.0 55 乳化 70 25.2kg 一次开挖总装药量 Q=55*25.2=1386kg 主炮孔的装药结构 主炮孔采用70mm 乳化炸药，线装药密度大，为使炸药能量较均匀地作用在岩石上，便于后期的开挖和装运，因此主炮孔的装药结构采用分层装药结构。将药卷分两层装填，其中下层装 2/3 的药量，上层装 1/3 的药量，中间填砂长度 2m 作为间隔层，如图 3 所示：开挖方向非电延期雷管填砂炮泥非电延期雷管塑料导爆管5 3.5 基坑平面布孔方式 主孔采用多排孔布孔方式，主炮孔采

15、用三角形形式布置，布置图如图 3 所示；预裂炮孔沿基坑开挖边线布置，为避免基坑围护桩在爆破施工时被破坏，预裂炮孔距基坑开挖边线的距离为 1m，同时预裂 炮孔与主炮孔应有一定的距离，预裂炮孔与主炮孔的间距为 1.5m。3.6 起爆模式与起爆网络 起爆模式采用预裂炮孔全排等段别起爆，主炮孔排间分区段微差起爆的模式。采用塑料导爆管、导爆四通、连接块连接传爆网络，孔内非电毫秒雷管实现排间微差爆破。整个起爆网络如图 3 所示。4、爆破作业的监控量测与安全警戒 4.1 监控量测 爆破施工需要进行全过程的监控量测，做到信息化施工，用监测数据来知道爆破施工，及时修正爆破方案和爆破参数。主要监测项目有基坑围护结构和支撑系统的破坏情况、围护桩顶的水平位移和垂直位移、基坑周边地表沉降、建筑物沉降和倾斜、爆破震速等，采用眼观、记录、照片、录象、仪器测量和量测等方法进行监测。4.2 安全警戒 安全警戒主要是对爆破区域周边的道路和居民区进行安全警戒。确保在爆破施工时，在划定的境界区域内无车辆和人员。采用的方法主要是在民警的配合下对周边的道路进行临时交通管制和居民区的居民临时疏散。