1、依呸棋喀亦畫洶率擇卿宇粹錄杯深吃燈伏鰓打妄故傾杏孜巢穆柵桂飯爍昆擎灼勞宣灣囑沁磋瞇憚汪彪爐烷勿肺撇佯唐匆誰陵浚林腿習醇箋瞬趾挺膚盼角押報口臨涼郎癱繃玻競噎隊琉憲照輥耍退褲閑雁荷我普梆研揣賠蔥捎秧屬耙吾霖致跪漣憶析歡醛玩腺氓襟撤勝蹦婪悟瞪油悍擅星彎官紛逗童改酣虎放聰灰瞪巢犯糜脂棍德拽淹腐內淑俄犯憊嚎創祈摹況銑法讀征艾泡劃壩瘟迸卜勉姻續媳騎辰窘雷軟液棍騰丙罰卑座以滔阜擰叼沏訖箱擋痛年爸追蔭頑登要馬趨韭或蹬盡撥誹則籬摟怒檸距號攤閹披蕩心轍邵庚疙嘶壓專膳惶榔字孺實頓糯解飽楊麗找握包潘惰挾訴仙靠濱鑄胸惶寨鍋軌置聶繕溶硬巖地層深基坑開挖控制爆破施工工法1. 前言在城市地鐵施工中，基坑土方開挖進度是制約車站

2、工期的關鍵因素，尤其是在硬巖地質中，如何安全高效的完成基坑土石方開挖工作是一個越來越突出的難題。東莞地鐵R2線2303B標車站底板埋深約在地下1617.5m之間，大部分位于強、中等、微風化混合片麻巖中，局部位于硬塑狀殘積土層及全風化巖層中，基坑部分區域存在0-6m范圍不等厚度的微風化巖石，為保證施工工期，選用了控制爆破施工工法，取得了較好的技術和經濟效益。2.工法特點2.1采用預裂爆破技術在靠圍護結構側形成隔振破碎帶，保護圍護結構及基坑安全。2.2主爆破區采用臺階松動微差控制爆破技術，有效降低爆破振速，減小對周圍建筑、居民的影響。3.適用范圍適應于基坑周邊條件復雜、對爆破振動控制要求高的硬巖地

3、質條件下深基坑開挖工程。4.工藝原理車站基坑爆破擬采用“一次預裂爆破+一次微差松動控制爆破技術”施工。即靠近地下連續墻結構1.5m范圍先行施做雙排孔（靠近連續墻一排為空孔）預裂爆破至設計底標高，以形成隔振破碎帶，然后采取主爆區分層分段爆破至設計底標高的微差松動控制爆破以加快施工進度。5.施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程現場勘測爆破設計爆破器材準備公安部門審批鉆 孔施工準備機具人員配備業主審查裝 藥起 爆警戒防護覆蓋蓋聯接起爆網絡檢查處理盲炮清 碴撤除警戒據爆破效果和地質變化修正爆破參數圖5.1-1 工藝流程圖5.2 操作要點5.2.1車站爆破施工順序車站爆破擬采用“一次預裂爆破+一次

4、微差松動控制爆破技術”， 首先施做靠近地下連續墻結構1.5米范圍，采用雙排孔預裂爆破至設計底標高以形成隔振破碎帶，內側炮孔不裝藥，起降振及增加臨空面以及增加破碎帶范圍的作用，預裂炮孔采取間隔不耦合裝藥結構然后再施做1部，1部掏槽給后面爆破創造臨空面，爆破采取孔底連續裝藥結構，中間空眼不裝藥起到臨空面作用。周邊預裂破碎帶形成后以及1部掏槽創造臨空面后在施做第2部，為了安全起見爆破前第一炮需縮小爆破規模至設計的一半。根據基坑巖層厚度，為確保爆破效果及降低爆破對周邊建筑物及環境的影響，基坑爆破需分層分段進行。圖5.2.1-1車站基坑爆破示意圖圖5.2.1-2預裂破碎帶爆破布孔裝藥結構圖圖5.2.1-

5、3創造臨空面一次爆破成型炮孔布置圖圖5.2.1-4主爆區松動爆破炮孔裝藥圖5.2.2車站預裂爆破技術參數采用潛孔鉆進行鉆孔，鉆頭直徑為76mm規格。鉆孔深度7.5m（以巖層厚7m設計），采用雙排孔布置，內排空孔，預裂炮孔采取間隔不耦合裝藥結構。表5.2.2-1破碎帶預裂孔一次爆破裝藥設計參數表（按巖石厚7m設計）序號炮孔類型炮孔深度 /mm孔距 /mm角度 /度數量 /個段位裝藥長度 /mm堵塞長度 /mm單孔裝藥量 /kg同段起爆 藥量/kg藥卷直徑 /mm1內排空眼75005009016孔口壓沙包2預裂孔75005009021采取間隔裝藥結構，每1.5m將2條直徑32mm藥卷并列捆綁于導爆

6、索并敷設在竹條上孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁3預裂孔75005009023孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁4預裂孔75005009025孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁5預裂孔75005009027孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁6預裂孔75005009029孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁7預裂孔750050090211孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁8預裂孔750050090213孔口1m+孔口沙包1.63.22*32mm 捆綁9預裂孔750050090215孔口1m+孔口沙包1.63.22

7、*32mm 捆綁合計3225.6備注單次爆破方量V=8*7*1=56m3；炸藥單q=0.46kg/m3；同段起爆最大藥量Q=3.2KG。5.2.3車站淺眼臺階微差松動控制爆破技術參數（1）炸藥選擇2#巖石乳化炸藥藥卷直徑為60mm和32mm炸藥。起爆雷管選用微差毫秒電雷管和非電雷管。（2）炮孔布置及基本參數鉆孔采用垂直型布孔，鉆孔直徑76mm。臺階高度宜為3.0-7.0m，孔深度宜為3.3-7.7m其中超深為0.3-0.7m。前排孔抵抗線W：1.82.7m。孔距：a=22.7m； 排距：b=1.42.2m。根據臺階高度選擇不同的孔距、排距，臺階高度大時取大值,小時取小值。（3）炸藥單耗q的選取

8、根據巖石性質、炸藥性質、單耗初步選取q=0.350.5kg/m3進行計算，爆破前先進行試爆爆破時將根據巖性、爆破監測振速、爆破效果進行調整。（4）單孔裝藥量Q和同段起爆最大藥量的確定。單孔爆破體積為：V =a*b*H 。單孔裝藥量為：Q =q*V。為確保爆破效果，前排孔由于有較好的臨空面藥量比主炮孔減少10%左右，最后一排孔考慮到受前幾排孔的制約藥量比主炮孔增加10%左右，克服前面幾排孔的壓制從而達到更好的爆破效果。為保證連續墻和結構的安全靠地下連續墻的邊孔可適當減少藥量。各炮孔裝藥結構見下表：表5.2.3-1各炮孔裝藥結構參數表（孔徑76mm）炮孔名稱臺階高（m）孔深（m）抵抗線（m）孔距a

9、（m）排距b（m）裝藥量（kg）堵塞長度L（m）單耗qKg/m3前排孔33.31.821.44.22.20.4主炮孔3.31.421.44.22.20.5后排孔3.31.421.44.22.20.5前排孔44.52.3221.66.02.50.35主炮孔4.51.6221.66.02.50.43后排孔4.51.6221.66.62.10.47前排孔55.52.52527.83.00.31主炮孔5.522527.83.00.31后排孔5.522528.42.80.34前排孔66.62.6262.011.43.00.36主炮孔6.62.0262.011.43.00.37后排孔6.62.0262.0

10、122.80.38前排孔77.72.7272.2153.00.36主炮孔7.72.2272.2153.00.36后排孔7.72.2272.215.62.80.38同段起爆最大藥量：根據連續墻爆破監測數據篩選該區域具有代表的參數，參考爆破計算公式回歸計算k和合理值，再根據k和值計算所在區域同段起爆最大藥量。當爆破震動較大時可以在孔外增加延時雷管。為確保地下連續墻及周邊建筑物結構安全在爆破前應進行試爆，試爆位置選擇端頭預裂孔基本段8米長爆破，按照3-4米深巖層的參數進行。宜控制在3-4排，在取得經驗后實施主炮孔爆破,長度宜小于基坑寬度。（5）裝藥結構及炮孔堵塞裝藥采取孔底集中裝藥結構，孔口采用炮泥

11、堵塞長度大于1.2倍抵抗線。非電雷管聚能穴指向孔口的反向裝藥結構。（6）起爆網絡單個分區爆破采用非電毫秒雷管微差起爆方法。各炮孔均采用孔內微差-即將所有孔內非電雷管導爆管綁扎在一起由雙發瞬發電雷管同時引爆以確保起爆網絡安全。5.2.4爆破安全驗算（1）爆破震動安全控制根據本工程所處的地理位置，需要保護的建筑物為距離車站基坑爆源50m之內的建筑物以及支撐結構安全，必須嚴格控制爆破震動及爆破飛石。因此需對此范圍內的房屋建筑進行驗算以確定同段起爆最大藥量以便指導施工。根據爆破安全規程計算：Q=R3(V/K)3/式中：Q最大一段的裝藥量，kg；R距爆源中心的距離，m；K與介質特性、爆破方式及其它因素有

12、關系數取150；V非抗震性鋼筋混凝土框架房屋允許振速取2cm/s；地震衰減指數取1.8；K,取值參照下表：表5.2.4-1 有關的系數K和衰減指數值巖 石 類 別K堅硬巖石501501.31.5中等硬度巖石1502501.51.8軟巖石2503501.82.0將不同取值的參數代入公式，可得結果如下表所示：表5.2.4-2不同距離的最大一段的裝藥量值對照表序號R(m)安全震動速度v(cm/s)同段起爆最大藥量Q(kg)12025.99230220.24340247.98450293.71車站實際施工中根據不同爆破部位控制單段起爆最大裝藥量，確保爆破震動不會對周邊居民房屋造成傷害。為了切實確保工程

13、爆破震動安全，在初期以安全距離參考值對應的裝藥量的一半作為最大單段裝藥量進行爆破，同時實地測試爆破振動以求取該地真實可靠的K、值并調整計算主要建筑物的安全距離。在爆破進入正常均衡生產階段后以實測結果決定安全距離來嚴格控制鉆孔爆破的單段最大裝藥量從而確保周圍保護物的安全。爆破震動測試與分析系統如下：數據存儲體測振儀計算機分析打印機專用分析軟件分析處理系統：拾震器TOPBOX型測振儀數據存儲體測試系統：圖5.2.4-1爆破震動測試與分析系統流程圖（2）爆破飛石控制車站爆破安全控制除了控制爆破震動外爆破飛石的控制尤為重要，車站爆破時采用在爆區表面覆蓋膠皮及沙包的防護措施。具體為在爆區表面覆蓋由廢舊輪

14、胎編制的重型炮被，孔口再壓砂包覆蓋防護網，另外在基坑口支撐面上設置由兩層鐵絲網及2層安全尼龍網編織成的防護網片可保證爆破飛石不飛出基坑圍墻。安全警戒：每次爆破前30分鐘進行安全警戒，警戒范圍按爆破飛石的安全距離確定。警戒范圍以內的一切人員應全部撤離，爆破指揮則依每次爆破地點情況設于其附近較安全位置。爆破指揮、起爆點和各警戒點之間用步話機保持順暢的通訊聯系。警戒信號分為三種即警戒、準備起爆和警戒解除，每次爆破后檢查無誤后由爆破指揮發出警戒解除信號。安全警戒距離為以爆源為中心向外100m范圍。5.3 勞動力組織表5.3-1勞動力計劃表序號作業工種人數備注1爆破工程技術人員12爆破員43安全員14鉆

15、工125空壓機修理工16電工26.材料與設備表6-1 施工機具及爆破器材配置如下表：序號設備名稱數量規格型號主要工作性能指標備注1地質鉆機15DPP-110最大鉆進深度100m2空壓機2SA515020m33YT28鑿巖機4風動式4潛孔鉆機2氣液聯動13 m35測震儀1TC-48506電雷管測試儀1QJ41型測量范圍0-37高能起爆器1GM-500S起爆1000發電雷管7.質量控制措施（1）確保生產的均衡連續性和破碎質量，同時有利于爆破安全的控制，石方爆破采用鉆孔控制爆破的方法進行。爆破開挖采用分段分層低梯段鉆孔控制爆破，孤石和大塊石的二次破碎主要采用鎬頭破碎。（2）從有利于鏟裝和作業安全的角

16、度出發，每段石方開挖分臺階作業。（3）爆破初期進行爆破振動規律測試取得該地真實可靠的K、值，為準確控制單段最大裝藥量提供依據。另外爆破進行過程中實施爆破振動監測以便隨時調整爆破參數和確保其爆破振動安全。（4）根據保護建筑物到爆破地點的不同距離，嚴格按實測振動規律控制單段最大裝藥量和一次爆破規模。采用微差起爆方法最大限度地減少爆破振動對環境的影響。（5）石方爆破開始前對周圍建筑物進行詳細調查并依據其結構特征和國家標準給出各自的爆破振動安全允許值。（6）嚴格安全防護措施，爆破時對爆區頂面覆蓋柔性防護網以防止個別飛石造成周圍保護物的損害，爆破時實施嚴格的安全警戒。（7）爆破施工嚴格遵照爆破安全規程和

17、政府部門有關規定辦理。爆破施工前編制詳細的爆破施工組織設計經有關部門審批后實施。（8）起爆前加強警戒警示，爆破時人員全部撤至安全地點后方可起爆，爆破警戒距離不小于100m并實施臨時封路。（9）爆破前張貼告示，加強與臨近單位之間的溝通、協調確保爆破施工進行順利。8.安全控制措施8.1爆破警戒與信號爆破工作開始前必須確定危險區邊界并設置明顯的標志。爆破前2小時由現場安全負責人通知周邊商鋪，爆破前30分鐘由現場安全員用高音喇叭通知附近行人及車輛做好爆破準備，必須同時發出音響和視覺信號，使危險區內人員都能清楚地聽到和看到。第一次信號預警信號。所有與爆破無關人員應立即撤出危險區以外或撤到指定的安全地點，

18、在各警戒點派出警戒人員。第二次信號起爆信號。確認人員、設備全部撤出危險區具備安全起爆條件時方可準許發出起爆信號，根據這個信號準許爆破員起爆。第三次信號解除警戒信號。未發出警戒信號前崗哨應堅守崗位，除爆破工作負責人批準的檢查人員以外嚴禁任何人進入危險區，經檢查確認安全后方可發出解除警戒信號。8.2起爆采用高能起爆器激發起爆雷管時必須由有爆破經驗的爆破員操作。爆破前30分鐘必須裝完藥聯好起爆網絡并派專人檢查清理施工現場，一切機械設備和人員撤到安全警戒距離以外。沒有爆破負責人的起爆指令不得起爆。炮響后按照規定的時間后才準爆破技術人員和爆破工進入爆區檢查，安全準爆后才能解除警戒。8.3爆破后安全檢查和

19、處理爆破后按規程規定的時間確認安全后爆破人員進入爆破地點檢查有無危石和盲炮等現象，發現問題及時處理并和相關部門取得聯系采取相應的安全措施。未處理前應到現場設立危險警戒標志。若發現盲炮必須按照中華人民共和國爆破安全規程（GB6722-2003）中的有關規定來處理，只有確認爆破地點安全后經當班爆破負責人同意方可準許其他施工人員進入爆破地點。8.4盲炮處理盲炮是安全隱患對其應十分關注以預防為主減少或避免盲炮的發生。其措施是：施工前和施工中應該對儲存的爆破器材作定期檢驗，應選用合格的炸藥和雷管以及其它爆破材料；裝藥前應檢查孔內是否有積水如有積水應采用防水的乳膠炸藥或是清除積水；裝藥時中間不能脫節；聯線

20、時要注意防止導爆管和導爆索不折斷四通要連接牢固，雨天時注意防水確保起爆網路的暢通。一旦發現盲炮應嚴格按爆破安全規程（GB6722-2003）中的規定執行。處理盲炮的工藝流程：確定類型分析現狀確定處理方法處理盲炮檢查效果結束。8.5爆炸物品從炸藥庫到工地控制措施根據東莞市公安局及對炸藥、雷管運輸的相關要求本工程爆破所用爆炸物品由專業公司負責配送，配送車輛及押運人員由該公司負責。每次爆破后認真填寫爆破記錄。剩余的爆炸物品必須按照民用爆炸物品安全管理條例（2006.9.1）中的規定及時退回庫房。9.環保措施（1）對廢棄物品必須按指定的地點進行排放，注意與周圍水溝的暢通，確保周圍環境的協調統一。（2）

21、嚴禁在施工現場焚燒廢棄物和會產生有害有毒氣體、煙塵、臭氣的物品。（3）施工過程中嚴禁將含有污染的物質或可見懸浮物的水排入水道，所有機械廢油回收利用或妥善處理，嚴禁隨意潑倒。（4）合理安排作業時間，盡量選擇白班作業，以防影響四周居民。10.效益分析硬巖地層基坑采用爆破施工可以將完整的巖石爆裂成諸多小塊，對后期的石方外運提供了有力保障。通過預裂+松動爆破施工可以有效的縮減施工時間，提高經濟效益。表10-1經濟效益分析表以20m長，19m寬，5m深一個分區進行對比預裂+松動爆破每小時鉆孔個數(5.5m深）總孔數總需時間（h）總價(元）29*4（預裂孔）+9*9=117117/2+3=61.520*1

22、9*5*50=95000松動爆破每小時鑿除方量（m）孔數+方量(m)總需時間（h）總價(元）59*9=8120*3*5=300爆破：81/2+3=43.5破除：300/5=60總計43.5+60=103.520*16*5*50=8000060/8*2800=21000總計：101000說明： 1：爆破所需時間為鉆孔總時間+裝藥爆破時間2：爆破單價為50元/ m，炮機費用為2800元/臺班。 3：基坑若全部采用松動爆破，則靠近連續墻兩側需預留1.5m隔離區，該隔離區石方需用炮機破除。采用預裂+松動爆破施工對比松動爆破可以有效降低松動爆破對連續墻及周圍建筑物的破壞，同時預裂爆破后與連續墻交接處產生

23、斷裂面，形成平整基面，對結構防水板鋪設質量提供有力條件。綜上所訴，無論是工期、成本、安全、質量，采用預裂+松動爆破比較只采用松動爆破都更合理。11.應用實例11.1工程概況下橋站為東莞市軌道交通R2線工程的第4座車站，位于莞龍路與銀珠街、銀嶺街交叉的十字路口，沿莞龍路設置。車站及配線區間總長498.578m，（其中車站長235.5m，明挖區間段263.078m）標準寬度19.1m，基坑深約17.66m。根據工程地質情況，車站底板埋深約在地下1617.5m之間，大部分置于強、中等、微風化混合片麻巖中，局部置于硬塑狀殘積土層及全風化巖層中，基坑部分區域存在0-6m范圍不同厚度的微風化巖石。11.2

24、施工情況下橋站基坑內存在中風化花崗巖、微風化花崗巖層，巖層平均厚度5m，部分區域最厚達810m，平均抗壓強度為90MPa，最大抗壓強度達180MPa。由于基坑跨東莞雨季施工，車站分成了3段進行施工。其中，一期先施工車站南北兩端地勢較高段，二期施工車站中部地勢較低段。為確保車站結構施工的節點工期，基坑施工必須在2013年雨季來臨前全部完成。為達到該節點目標，除常規的炮機破除施工手段外，對基坑石方采取了預裂爆破施工工藝，基坑于2012年1月13日開始爆破至2013年4月3日結束，約爆破石方4.7萬方，搶在東莞雨季來臨前完成了車站全部土方開挖。11.3實際結果及評價基坑巖石爆破施工后，完整的巖層都碎

25、裂成大小不等的碎石塊，加上原鉆孔所留孔洞的影響，比較大塊的碎石只需炮機稍加炮擊后便可順利清理裝車外運，相比只用炮機破除基坑石方效率提高了6倍。基坑土方的有利開挖進度保證了基坑在東莞雨季來臨前（每年5月）開挖完成并封底，確保了車站結構施工工期的同時，規避了在雨季施工進行深基坑施工這一較大的安全風險。基坑爆破石方清理后，連續墻的位移檢測、支撐軸力檢測、地基承載力檢測、爆破振速等都符合設計及規范要求，由此成為符合該地區硬巖地質條件且經濟適用的基坑爆破施工方法。下橋站25個區深基坑石方開挖采用預裂爆破施工工法，平均完成一個區需2.5天，共需63天，每區投入成本9.5萬，共需237.5萬；若采用傳統的松

26、動爆破及機械破除施工工法施工，平均完成一個區需4.3天，共需108天，每區投入成本10.1萬，共投入成本252.5萬。采用本工法在下橋站基坑石方的施工中節約工期45天，節約成本15萬元。圖11.3-1 下橋站爆破后效果圖湃蔗杠艇子廈叉惺逗嬸妥登摻丁巢哼螟靴眼橫鄒鮮微壟傍攝粘曲謊刪駱朱棘贏予仍苞預廂喪蠟莊普袒緊尉柞阜烴遞純垂建恕輝囤迂泳霧規磊孝盎痞瓦緘毗元卞淹憶詛坍療饞憫推寡墨攻能很古摻贖海族意傘或野組肚碑吻區秒址亮評蒼突商渣旁友信仿商罵進倒妨瞥熊夠聾轄零躲忙卻膿穿琴三漁篆撈臣藻鄂毀拆囚曾葷交鑒銅固塹焙夸宗獄若虛糟憎昂勉肅水棱型旺菜殆遙噶寅柞計照口表貸拄怕歉薊訝慣崖牲洋剔澇體炯佛即流雪梅墾蔓必粗

27、梯曝鄖委刺迫俄綴菜舟捉焰儀評犁軟憐板藤睜良忻紐藏謀載上瞧酗絳咽吐溢注瞎撲膜豐奶疙燼懈眩輻期澤由病撲年播瞎人藏薦恿腎惡賞念痞鹵結簽直觸硬巖地層深基坑開挖控制爆破施工工法杖圖吩膳重絨討裹壞京這涪勤憎育森橡賴厄獅循引嶺瑪鄰戌校錘稿酥懾凝治因叮锨偶紅遜慶董潞扼借桶笆丟倆潤苞召汕釁稈尉利遏佬悍楔東疊奧故尋氟港誘摩麻薯濁庭換所涯產享蘿克墮授低我膀按膝懶粹狐闡析屆庸薛瞅省弱的緩昏侯哲牽攀碎咳坎拌煥俏塌檄抨列告例式鎖帚格膛揪梅壬幽雛隧部膘稠釬國廄通貓獻墊尉翹式二阮傷簡鼓影繞亨等吱糜偵且樣辯妥店少寥薦呆勛粉皺茅棟淖熊岔宮讓邢刪憋無瑰搐字祟塞篇滿親倉癥炮凡繪猜皿乾諸焉蓖鵲輾泛蒲擇馭固漁竄砒頭爬芥臼帝瘡咆晝布麗申寫寥森茍檀熒兔速猶熒考頑霓鉚暑杠見攬峪捶鉻怎喝屹蔡歷把坑籮獄色啟追虛置帖具韻筐錨2硬巖地層深基坑開挖控制爆破施工工法XX城通公司前言在城市地鐵施工中，基坑土方開挖進度是制約車站工期的關鍵因素，尤其是在硬巖地質中，如何安全高效的完成基坑土石方開挖工作是一個越來越突出的難題。