紧邻运营地铁及既有建筑物的深基坑明爆施工技术

张　亮　秦晓峰

（广东城脉地产有限公司　广东深圳　518000）

1　工程概况

在建城脉中心基坑工程位于深圳市罗湖区地铁9号线园岭站东北侧，距地铁地连墙约2.7m，距地铁地下商业结构约4.7m（在地铁安全保护区内）；基坑东侧紧贴已建金马广场（3层地下室）；南侧距深圳市人民检察院办公楼约10m，距其围墙约3m；北侧距桃园路北侧兄弟联合名车大楼约35m。周边爆破环境极为复杂。

本基坑工程开挖面积约11800m2，基坑开挖深度25～28m。基坑支护结构采用整体顺作的钻孔咬合桩（钻孔灌注桩结合止水帷幕）+三道椭圆环支撑的支护方案，立柱桩为混凝土灌注桩。

场地内主要待明爆开挖中、微风化花岗岩埋深约11～16m，岩面埋深为北高南低，硬度系数为8～14。爆破振动可能会对地铁隧道结构、地铁运营安全、既有建筑物及基坑支撑体系的安全与稳定造成影响，应严格加以控制。

2　工程难点

（1）爆破区紧邻运营地铁车站、隧道边缘，不仅需保护其内部设施、管线，同时不能影响地铁的正常运营，爆破振速控制值为12mm/s。

（2）爆破区紧邻周边既有建筑物，其中南侧为市检察院，东侧为金马广场（汽车卖场），过大的振速不仅会影响金马广场的正常运营及政府部门的正常工作，更可能因振速高或爆破噪音过大而引起不必要的恐慌，经分析，周边建构物的爆破振速控制值为15mm/s。

（3）工期紧、任务重，石方总方量约18.6万m3，明爆量约7.2万m3，根据工期安排日均开挖方量最大达1500m3。

（4）爆破施工需保证基坑支护系统安全与稳定。

（5）爆破振动、粉尘、噪声对施工区周边环境影响大、容易扰民，包括对飞石的严格控制。施工中必须将爆破对环境和人员的影响降到最低[1]。

3　爆破总体方案

3.1　爆破安全参数计算

3.1.1爆破振动安全距离计算

本工程振动保护对象：对市检察院、金马广场办公楼等紧邻建筑物振速控制为15mm/s，地铁9号线为12mm/s，立柱桩、支护桩为15mm/s。根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）的经验估算公式，微差爆破时的同段最大药量Qmax按式（1）计算。

Qmax=[R（V/K）1/a]3（kg）（1）

式（1）中：Qmax-微差爆破时同段最大药量或齐发爆破总药量，kg；R-爆破中心到测点的距离，m；V-建筑物允许的安全振速，见表1；K-与场地有关的系数，类比实测值K=120；α-地震衰减指数，类比实测值α=1.5。

不同距离的允许同段最大装药量见表1。

实际施工时，参考所允许的Qmax值的大小，将爆破分为3个区：

③在实行政府补助与农民自筹挂钩，多筹多补、先干后补等政策基础上，加大一事一议、民办公助、以奖代补、财政贴息等扶持政策，降低农民自筹资金比例，支持坑塘建设项目的实施。

（1）静态破碎区：当Qmax＜2kg时，若采用浅孔爆破，由于最大单段起爆药量小，＜浅孔单孔单段爆破药量，基本不具备可操作性。因此此种情况一般采用静态破碎法施工。

（2）浅孔爆破区：Qmax＞2kg，为浅孔弱松动控制爆破区。

（3）局部深孔爆破区：Qmax＞10kg，为局部深孔弱松动控制爆破区。

根据表1所示最大单段药量计算表，距金马广场、北侧商业楼约20m、距地铁九号线约26m、距检察院办公楼约23m不具备明爆条件。为最大程度减少静爆工程量，以节约工期，实际施工中将在基坑的东、西、南侧沿基坑静明爆分区线开挖减振沟，沟深≥4m、沟宽≥3m（保证机械作业面），根据相关研究和试验结果，爆破振动幅值可减小30%，在最大程度减小最大单段药量控制和开挖减振沟措施落实情况下，静爆范围可大大缩小，根据爆破振动安全距离经验公式反算，可计算出距金马广场、北侧商业楼约14m、距地铁九号线约18m、距检察院办公楼约16m，距北侧支护桩、基坑立柱桩3m范围内采用静爆开挖，其它范围进行明爆施工，科学安排、精细化施工，并根据爆破试验和实时振动测值进行实时调整，可确保安全。

表1　不同距离的允许同段最大装药量表

3.1.2爆破个别飞石的控制距离

本工程现状基坑开挖面在地面地坪以下约13m，爆破区进行加强多层覆盖防护，基坑边四周有6m高立面防护，首道支撑面增设柔性覆盖物，并保证爆破参数，精细操作，可保证飞石不会逸出基坑范围，根据现场环境的特殊性，将警戒距离定为爆破点50m范围内。如图1所示为爆区表面覆盖防护示意图。

图1　爆区表面覆盖防护示意图

3.2　爆破试验

在进行爆破施工前，需先进行爆破试验工作，试爆位置选在具有代表性的地段，按照设计最大单响药量的2/3爆破规模，按不同距离进行小当量的爆破试验，试爆时必须进行爆破振动监测，取得实际的爆破振动衰减规律，并根据监测结果、爆破参数和距离测算经验公式中的K、α值，再行计算不同距离的最大单段药量，以此来指导后继的爆破施工。若实际的爆破边界距离建筑物太近，通过爆破方法不能满足控制振动的要求，不能保证建筑物安全。在局部的近距离范围内则需采用非明爆方式进行开挖。

进行爆破试验工作，这对于后期实施爆破具有重要的指导意义。爆破试验工作在开工后一周内完成，地点选在基坑内拟选取的静明爆分界线靠里侧约10m处[2]。

在实施试验爆破作业时，按设计方案进行控制爆破参数，详细记录爆破装药量、钻孔深度、雷管段位，计算最大单段药量，以及爆破作业中心点离保护物振动测试点距离，爆破结束后，收集测振公司的振动测试记录，分析各点的爆破振速，振动波形，反算出振动经验计算公式V=K（Q1/3/R）α中的α、K值。经过多次爆破试验参数分析，综合整理得出可行的爆破参数，以及控制范围，以指导后期爆破施工。如表2所示为爆区不同岩性的K、α值与岩性的关系。

表2　爆区不同岩性的K、α值与岩性的关系

本项目 K=120，α=1.5。

4　结束语

综上所述，城脉中心基坑工程明爆施工经过近6个月的精心设计与施工，目前已安全顺利完工。有效爆破天数为110d，总起爆次数约为600次，根据振速监测数据显示，地铁九号线每次爆破振速均＜12mm/s，周边建筑物振速均＜15mm/s，本基坑采用的技术方案达到了预期效果。

[1]詹 杨.地铁工程深基坑基岩爆破试爆施工技术[J].广东土木与建筑，2015（07）：59～60+27.

[2]周楠楠，王海亮.深基坑开挖钻爆施工技术[J].国防交通工程与技术，2014（05）：71～73+24.