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1、地鐵車站特大斷面隧道爆破施工,本項目位于xx市北碚老城區，包括兩座暗挖雙層島式車站（天生站、五路口站）及區間、施工通道、出入口、通風道和豎井。天生站位于北碚區老城天生路下大致呈南北向布置。沿街為大量8層居住樓。天生路為連接北碚新老城區的重要道路，道路較窄，車流量較大，交通比較擁擠。沿道路主要管線有通訊光纜、電力管、給排水管線等。五路口站位于北碚區的中山路上，緊鄰北碚區老城的步行街，周邊道路人與車流量較大。,一、工程概況,天生站,3#出入口,1#出入口,1#通風井,2#通風井,主車站,施工通道,施工區域,五路口站,天生站五路口站區間,五路口站終點區間,終點區間風井及地下風機房,4#出入口,2#出2、入口,1#通風井,2#通風井,主車站,施工通道,施工區域,勘察區原始地貌屬構造剝蝕丘陵地貌，后經改造原始地貌已發生顯著變化，形成城市居民建筑區和城市道路，地形較平緩。地形坡角一般在1左右，地面高程235240m，最大高差約5m。經地面地質調查和鉆孔揭示，場地分布的地層為第四系全新統及侏羅系中統沙溪廟組地層，勘察區位于川東南弧形地帶，華鎣山帚狀褶皺束東南部的次一級構造北碚向斜東翼。巖層呈單斜產出。巖層產狀：傾向285，巖層較平緩，傾角20。出露的地層由上而下依次可分為第四系全新統(Q4)和侏羅系中統沙溪廟組(J2s)沉積巖層。,二、工程地質,五路口站地質縱斷面圖,砂質泥巖：紫褐色，紫紅色，泥狀結3、構，泥質膠結，層狀厚層狀構造，主要由粘土礦物組成。表層強風化帶一般厚度0.61.3m，強風化巖心呈碎塊狀；中風化巖心呈短柱狀中長柱狀，裂隙較發育。整個區間場地內均有分布。,天生站地質縱斷面圖,砂巖：灰白色為主，細粒中粒結構，中厚層狀構造，鈣質膠結。主要礦物成分有：石英、長石、云母。砂巖強風化層厚度0.11.3m，強風化巖心多呈黃灰色、淺灰色，碎塊狀、短柱狀；中風化巖心呈短柱狀中長柱狀，裂隙較發育，完整性好，整個場地內均有分布。,共分為6個臺階,三、隧道開挖方法,最大開挖斷面：車站區間342寬20.59m,高18.09m（6車道）車站主體326寬24.54m,高16.64m（5車道）,曲墻+仰拱4、的五心圓馬蹄形的特大斷面,采用新型起爆器材和爆破技術：電子雷管與非電毫秒雷管不受段別的限制，可以在不同時間一次起爆，最大限度的降低了爆破振動。不耦合裝藥：使炸藥在大于其自身體積的范圍內發生爆炸，可以降低爆轟波的傳播速度，從而降低了爆轟波對炮孔壁的沖擊強度，從根本上使爆破振動強度降低。改善光面爆破的起爆順序：隧道采用光面爆破，周邊眼最后采用同一段雷管一次起爆，以達到利用應力波疊加的原理破碎巖石。,四、爆破技術安全控制,微震爆破技術方法,為確保本項目隧道開挖施工安全，防止因開挖爆破引發對周邊環境的影響，結合項目實際，采用光面控制爆破開挖技術。1)因隧道位于城市中心街區，爆破點距公路及居民區建筑物較5、近；2)隧道洞室巖性強度高，機械作業效率低下；3)宜在白天進行爆破作業，振速控制在1.01.5cm/s以內；4)原則上采用淺眼多循環、楔形掏槽進行施工；5)周邊眼可采用機械鉆孔，形成空腔阻隔震波，亦可有效降低振速6)爆破分區實行一次布孔、同時裝藥分段起爆。7)當分段藥量不能滿足要求時，則采用分次裝藥分次起爆。8)距建筑物10m范圍內不允許爆破作業，采用機械破碎的方法；9)距建筑物基礎底標高20m范圍內的爆破，孔深不能超過1.5m；10)距離建筑物基礎底標高30m范圍內爆破，輔助手段可采用打設超前減震孔，周邊打2-3排80孔徑減震孔，孔間距10cm，排距15cm，孔深超過爆破孔深2.0m以上。,6、爆破施工的原則,四、爆破技術安全控制,1)炮眼深度確定車站主體以周邊炮眼深度1.0m為循環進尺，掏槽眼加1020。根據現場施工方法、圍巖狀況監控及周邊環境綜合考慮下，選擇周邊炮眼深度為1.5m，掏槽眼加1020。2)炮眼數量N=qS/；式中：N炮眼數量，不包括未裝藥的空眼；S開挖段面積，；q單位炸藥消耗量，一般取q=0.76kg/m，取值參照附表；裝藥系數，即裝藥長度與炮眼長度的比值，暫取0.6；每米藥卷的炸藥質量，kg/m，2號巖石硝銨=0.75。即：N=（0.7670.87）/（0.60.75）=120個；其中掏槽眼6個，周邊眼33個，底眼13個，輔助眼68個。3)左上導坑每一循環裝藥量計7、算及分配Q=qV；式中：q單位炸藥消耗量，取q=0.76kg/m；V1個開挖循環進尺爆落巖石總體積，m，有效進尺取95%：1.0米95%=0.95米。即：Q=0.760.9570.87=53.3kg,炮眼數量及裝藥量參數設計,四、爆破技術安全控制,因為計算炮眼數量時，采用=0.6，由周邊眼裝藥集中度q=0.20kg/m，得出周邊眼裝藥系數為0.2，設其它各炮眼裝藥系數取值：掏槽眼0.8，底眼0.8，輔助眼0.7，則：60.8+330.20+130.8+680.7=（6+33+13+68）計算得：=0.6；若計算0.6，則需重新調整值代入N=qS/，并適當調整所設掏槽眼、底眼、輔助眼裝填系數，使8、試選值與計算相符。所以按上列裝填系數進行分配是可以的。,各炮眼裝藥量分配如下,四、爆破技術安全控制,每個掏槽眼裝藥量：0.751.280.8=0.768kg，折合為5.1卷，用5卷；每個輔助眼裝藥量=0.751.00.7=0.53kg，折合為3.5卷，用3.5卷；每個周邊眼裝藥量=0.751.00.2=0.15kg，折合為1卷，用1卷；每個底眼裝藥量=0.751.00.8=0.6 kg，折合為4卷，用4卷。,四、爆破技術安全控制,現場爆破炮眼位置,根據設計要求，隧洞的洞徑取23.6米，X方向總長70米，模型邊界（側面）距隧道邊緣50米，模型上邊界取至自然地面，下邊界（底面）距隧道55米，約3倍9、洞高。對于初始斷面施加Z方向位移約束；對于左右兩側給定X方向位移約束；對于底面給定Y向位移約束，地表為自由邊界，為防止地震波在邊界處發生反射干擾，模型兩側/內面及底面施加無反射邊界。模型由炸藥、巖石和空氣三部分組成，通過適當調整巖石的參數來考慮上覆淺層土的因素。計算模型采用SOLID-144單元，它是一個三維、8節點的實體單元，每個節點在X、Y和Z方向上均發生位移、速度和加速度，某些點重合，單元可以變成六節點的楔形單元、四節點的四面體單元及五節點的五面體單元。因此，該類型單元的適應性強，能夠很好的適應爆破等大變形的數值模擬。分別采用不同的材料單元和網格建模形式，對模型進行網格劃分（見下圖）,四10、爆破技術安全控制,計算模型,數值模型立體圖,四、爆破技術安全控制,本節研究隧道掌子面爆破對已成洞圍巖的影響，故選取隧道距離工作面10m（斷面1）進行質點振動沿斷面分布規律分析。（1）位移分析圖1-圖4為隧道斷面1垂直隧道方向、平行隧道方向、垂直地面方向以及合位移的位移包絡圖。由圖1可看出在垂直隧道方向上位移最大值發生在左側拱腳處，拱腰處的位移也稍大，在拱頂方向位移最小；由圖2可以看出平行隧道方向位移拱肩處最大，拱頂次之，在離爆源較近的左側壁整體位移大于右側位移；由圖3可以看出垂直地面方向位移最大值發生在左側拱肩部分，且相對其他兩方向位移最大，在隧道合位移中起著決定作用；在圖4合位移包絡圖中可11、以看出最大位移發生在左側拱肩，并向兩側逐漸變小，拱頂位移次之，在右側拱腳處位移最小。,隧道斷面動力特性,四、爆破技術安全控制,圖1 斷面1垂直隧道方向位移包絡圖,圖2斷面1平行隧道方向位移包絡圖,圖3 斷面1垂直地面方向位移包絡圖,圖4 斷面1位移合矢量包絡圖,四、爆破技術安全控制,四、爆破技術安全控制,壓力盒,應力計,在隧道斷面周邊交錯布設23排80mm減震孔，間距為10cm,孔內不裝藥，減震孔孔眼底部要比周邊炮眼深度加長1m，其他炮眼爆破后采用機械清除減震孔的圍巖。,爆破振動測試,減震孔與炮孔布設,在隧道斷面中心采用機械掏槽，用以減少爆破總藥量。,采用減震孔與機械掏槽降低爆破振動：,減震孔12、,掏槽,（經過實踐：效率低下）,特大斷面暗挖地鐵車站爆破技術安全控制與評價,調整起爆次序來降低爆破振動,第二步：輔助眼、底板眼,第一步：中心掏槽眼起爆,第三步：二圈眼、周邊眼,（經過實踐：可采用此工法）,掏槽眼,二圈眼周邊眼,輔助眼底板眼,特大斷面暗挖地鐵車站爆破技術安全控制與評價,爆破振動測試儀,天生站五路口站區間兩側的主要建筑有中山商場(9F)和建設銀行(5/-1F)文化館等樓房，該段土層厚度小，這三處建筑基礎埋深較小，但大部分建筑物距車站開挖邊界平面距離較小，,通道X測試波形,通道Y測試波形,通道Z測試波形,爆破振動通道：X、Y、Z合并測試波形,地質剖面圖,四、爆破技術安全控制,爆破振動監測及鄰近建筑物減震效果分析,測點最大振動速度分布統計表,可以看出，大部分建筑物的振動速度處于1.01.5cm/s以內，設計為1.5cm/s，不存在超過安全規范允許值3.0cm/s的情況。,四、爆破技術安全控制,匯報完畢 謝 謝！,