延安路站侧穿危楼的微振动爆破控制优化

鹿全鑫，胡文奎，郭建民

（济南轨道交通集团有限公司,山东 济南 250101）

延安路站侧穿危楼的微振动爆破控制优化

鹿全鑫1，胡文奎2，郭建民1

（济南轨道交通集团有限公司,山东 济南 250101）

钻爆法施工是当前乃至将来一定时期内隧道掘进的主要手段。为降低爆破振动对危楼的影响，以青岛地铁延安路站1号风道侧穿危楼为工程背景，试验并分析了复式楔形掏槽降振失败的原因。通过采用大直径中空孔掏槽方式和逐孔起爆网路，将爆破振动有害效应有效降低约50%，保证了隧道顺利侧穿危楼。为同类工程提供了宝贵经验，对其他类似工程有借鉴意义。

隧道爆破；振动效应；中空孔；逐孔起爆

0 引言

钻爆法施工是隧道开挖的常用方法，由于其对不同的地质条件有很好的适应性，开挖成本低，尤其适用于破碎围岩隧道、坚硬岩石隧道和大量短隧道施工，是当前乃至将来一定时期内隧道掘进的主要手段。在城市浅埋隧道爆破开挖振动控制方面，国内学者提出了诸多针对性的控制措施，为保护地面建筑物以及后续施工提供依据。本文介绍了青岛地铁2号线一期工程延安路站1号风道侧穿危楼所采用的大直径中空孔、微振动爆破施工技术。本技术依据“短进尺，弱爆破，多循环，强支护，早封闭，勤量测”的原理，采用大直径中空孔掏槽方式和逐孔起爆网络，大大降低了爆破的有害效应，保证了隧道顺利地侧穿危楼，为同类工程提供了宝贵的经验，丰富了我国隧道爆破减振技术。

1 工程概况

青岛地铁2号线一期工程延安路站1号风道围岩等级为Ⅳ～Ⅴ级，开挖跨度13.2m，开挖高度15.2 m，采用“CRD法”施工。风道南侧为172号居民楼，为20世纪70年代砖混结构，居民楼距离风道开挖边线7.5 m，距离风道拱顶的垂直距离为14.1 m，风道穿越172号居民楼总长为23.58 m。按照《青岛市延安三路172号、174号住宅楼结构安全性及危险性分析鉴定报告》文件，172号楼为危楼，要求爆破振动速度控制在0.5 cm/s之内。爆破施工中采用两台TC-4850测振仪测振（见图1）。1号风道断面开挖按1→6的顺序（见图2），1部采用台阶法开挖。

图1 风道与危楼平面关系图

图2 风道与危楼剖面关系图

爆破施工重、难点：首先施工的风道1部上台阶宽6.5 m，高3.4 m，只能通过掏槽创造临空面，自由面有限，且爆源距危楼相对较近，爆破振动较难控制，是爆破振动控制的重、难点。

2 初始爆破方案

2.1 复式楔形掏槽爆破方案

风道1部上台阶循环进尺1.0 m，采用复式楔形掏槽（见图3），为防止掏槽区振速超标，前四个掏槽孔逐孔起爆。整体炮眼布置如图4所示，采用普通抗水性导爆管雷管（最大20段，参数见表1）。爆破工作面分四个小区域，采用孔外延期技术并做好保护措施，A-1雷管簇与A-2、A-3雷管簇之间分别采用8段和20段孔外延期然后一次起爆，第二次起爆B区，爆破网络连接示意如图5所示。

图3 复式楔形掏槽布置图（一）

图4 上台阶爆破炮眼布置图（一）

表1 上台阶爆破参数（一）

图5 爆破网络示意图（一）

采用上述方案进行三个循环试炮。测点布置如图2所示，测得爆破振速最大值分别为1.00 cm/s、0.98 cm/s和1.25 cm/s，均远远超出0.5 cm/s的控制指标。对于复式楔形掏槽爆破方案，虽然能很好地克服岩石的夹制作用，容易把岩石抛出，且施工进尺较大，炸药消耗量较低，但是从现场振动监测来看，此方案在振速要求苛刻的情况下振速容易超标。经分析，采用复式楔形掏槽方案，超振的主要原因有：

（1）风道埋深较浅，且距离危楼较近。

（2）进尺偏大。根据萨道夫斯基公式计算，最大进尺不应大于0.5 m，否则极易超振。

（3）斜眼掏槽炮孔与自由面夹角不合理。

（4）掏槽部位单段最大起爆药量偏大。

综上，拟采用缩短进尺的方式，继续使用复式楔形掏槽进行现场爆破，根据效果调整爆破参数。

2.2 短进尺复式楔形掏槽爆破方案

针对以上方案存在振速超标问题，提出采用复式楔形掏槽的情况下首先降低进尺、减少装药量并增加孔网参数密度的爆破方案（见图6、图7），爆破参数见表2，上台阶分10个小区域，采用孔外延期共分三次起爆，整体分层爆破，爆破网络示意如图8所示。

图6 复式楔形掏槽布置图（二）

采用上述方案进行三个循环试炮。测得爆破振速最大值分别为 0.7 cm/s、0.8 cm/s和 0.65 cm/s，均超出0.5 cm/s的控制指标，必须对上述方案再次进行优化。

图7 上台阶爆破炮眼布置图（二）

表2 上台阶爆破参数（二）

图8 爆破网络示意图（二）

3 爆破方案优化

为进一步控制振速，对掏槽方式进行改进，将掏槽区A-1的复式楔形掏槽改为大直径中空孔（150）直眼掏槽，掏槽眼围绕中空孔环形分布，最内侧掏槽眼距中空孔边沿100 mm（见图9～图11），爆破参数见表3。如图12所示分四次爆破，整体分层爆落。

图9 中空孔直眼掏槽布置图

图10 现场掏槽布置图

图11 上台阶爆破炮眼布置图（三）

表3 上台阶爆破参数（三）

图12 爆破网络示意图（三）

优化方案将炮眼间排距缩小到了350 mm，单段最大起爆药量减小到0.075 kg。经过现场实测，前20个循环爆破振速最大值全部处于0.5 cm/s以下，达到控制指标要求。优化方案较初始方案100%的超振率减振效果大有好转。

4 结语

优化后的“大直径中空孔”爆破方案取得了优良的爆破效果，满足了危楼的振速要求，减少了爆破振动对危楼及周围其他居民楼所住居民的影响。同时，掌子面基本无超欠挖，保证了工程质量，对其他类似工程有借鉴意义。

U455.6

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1009-7716（2017）09-0225-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.069

2017-04-22

鹿全鑫（1983-），男，山东济南人，工程师，从事城市轨道交通规划及建设工作。