预裂爆破在地铁车站施工中的应用

来源 :建筑科学与监理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong555
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘 要】 本文以南京地铁孝陵卫车站为例,通过对预裂爆破的设计、施工、安全控制的阐述,介绍了预裂爆破在地铁车站成功应用的实例。
  【关键词】 预裂爆破;地铁车站
  【中图分类号】 TU721.5 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2010)03-028-05
  
  预裂爆破主要应用于露天石方开挖,它是低振动爆破的一种方式,它将爆破时振动值控制在一定值以下,用来减少对遗留岩体的损伤。由于预裂爆破具备投资少、进度快、易施工等优点因而得到广泛应用。
  预裂爆破在开挖区和保留区之间预先形成一条裂缝,使主爆区爆破的应力波传到裂缝时被反射掉一部分,使透射到保留岩体中应力波强度减少,从而达到减震的目的。另一方面,预裂缝切断了爆区传来的裂缝,避免其伸入保留岩体内,使其不被破坏。
  预裂爆破是主炮孔爆破之前先起爆布置在开挖线的预裂孔,爆破的结果是在相邻孔之间形成裂缝,整个预裂孔的布孔平面形成一个断裂面,以减弱主爆孔爆破时地震波向边坡岩石的传播并阻断向边坡外发展的裂缝。在之后起爆的主爆孔爆破后,沿预裂面形成一个很少或没有超挖的光滑边坡。
  
  1概述
  1.1工程概况。孝陵卫站位于孝陵卫西沟和南京理工大学之间的宁杭公路上,呈东西走向。为地下车站,车站主体结构及部分附属结构采用明挖顺作法施工,埋深约2.6~17.4m,基坑标准宽度19.4m。车站建筑形式为双层岛式车站,标准宽度19.4m,高度17.01m,采用10m岛式站台,有效站台长140m。
  爆破石方位于宁杭公路孝陵卫段,爆区环境复杂。待爆基坑延宁杭公路自西向东长165m,宽度46.5m。北距项目部70m、西北距孝陵卫小学50m;南侧最近距中山医院40m、距离南京理工大学校园45m、距工商银行南京孝陵卫分理处55m;东西两侧为宁杭公路,爆破区域一侧2m有自来水管线和煤气管线。
  1.2工程地质。场区位于邵家山南坡及东南坡脚地带,地处高岗坡地,地形起伏很大,总体西北高东南低,地面标高在39.0~16.2m,相对高差22.8m。车站场地土层为上土下岩二元结构,基岩埋藏浅,局部出露,层次较为简单,场地地层自上而下为:杂填土、素填土、粉质粘土、强风化砂岩、中风化砂岩、微风化砂岩。本场地岩层为泥质粉砂岩、砂质泥岩、粉砂岩,呈互层或夹层沉积,岩石致密完整,普氏强度约为f=8~10,基坑约有60000m3的石方需要爆破,爆破开挖最大深度17m。
  
  2预裂爆破设计
  预裂爆破成功的必要条件是炸药在炮孔中爆炸产生的压力不破坏孔壁,并沿预定方向形成裂缝。当炸药与孔壁留有空隙时,炮孔受到的压力会大大减轻。试验表明,使用现有的普通炸药,采用不耦合装药,可以将炮孔压力降低到几十MPa~几MPa。这时,孔壁的压力低于岩石的极限抗压强度,爆破时炮孔压力不至于压碎孔壁,仅靠环向拉应力在炮孔之间形成裂缝。
  2.1预裂爆破设计的要求。爆渣块度应便于后续清运;保证岩基的平整度;爆破保证基坑的尺寸及高程合乎要求;确保爆破安全及周边建筑物的安全。
  2.2预裂爆设计的影响因素。钻孔精度(孔径、深度、间距),爆破技术(装药量、不耦合系数、炸药品种、起爆方式等),施工组织管理,测量放线,地质条件等。
  2.3预裂爆设计的参数:根据相关规范要求、现场实际情况及经验数据取下列施工参数。
  2.3.1孔间距:a=(8-12)d,d为孔径。施工中取80cm。
  2.3.2线装药密度:施工中线装药密度为500g/m。
  2.3.3△h孔深:孔深比底板高程深1.5m。
  2.3.4装药:采用使用竹片上绑药卷的方法加工成设计线装药密度的线状药包,底部1.5m的装药量比线装药加强3倍,底部1500g/m。顶部1~3m线装药密度适当消减为300g/m。
  2.3.5填塞:填塞长度0.8m,用沙子或岩粉堵塞。
  2.3.6防护:起爆时容易出现飞石,为防止飞石,采用如图2法进行防护。
  表1药孔参数表
  
  3预裂爆破施工
  3.1施工流程。
  3.1.1总体施工流程。根据基坑的形状特点、开挖要求、挖运设备的约束等,采用平面分区段,上下分层爆破的施工方法。机械清表,开挖地表1~2m深的表层土——从东向西爆破开挖至地表下-7m深——从东向西爆破开挖至地表下-12m——从东向西爆破开挖至底板标高。
  3.1.2爆破施工流程。施爆区有关保护目标调查——爆破设计——配备人员设备——量测——机械剥离覆盖层和强风化岩石——孔位放样——钻孔——爆破器材检查与试验——炮孔检查、补孔——装药、填塞——警戒范围内人员等撤离——起爆检查——起爆——爆后检查——解除警戒——挖运——量测——修整。
  3.2施工工艺。
  3.2.1布孔操作和孔位选择。钻机采用进口液压潜孔钻机,边孔与台阶边缘要保留1.0m,以保证钻机安全工作。孔位根据设计要求测量确定,但孔位要避免布在岩石被震松、节理发育或岩性变化大的地方。遇到这些地方,可以调整孔位,调整时要注意抵抗线、排距和孔距之间的关系。光面孔的钻凿质量,是获得平整、规则的边坡坡面的基本条件。好的钻孔质量要求有符合设计的炮孔位置、方向和深度。具体要求为“准、正、平、直、齐”。“准”指钻孔要准确的钻在设计的孔位上;“正”指钻孔方向要正确,不能歪斜;“平”指各炮孔应互相平行;“直”指各孔要钻得直,不能屈折;“齐”指各孔均要钻凿到设计孔深,孔底应落在同一平面上。布孔方式见图3。
  布孔时还要注意:①开挖工作面不平整时,应选择工作面的凸坡或缓坡处布孔,以防止在这些地方因抵抗线过大而产生大块;②坡面角过缓时,要在坡脚处补钻浅孔,或者加大超深;③地形复杂时,应注意钻孔整个长度上的抵抗线变化,避免因局部地方的抵抗线过小引起水平冲炮,造成飞石过远。
  3.2.2炮孔检查及排水。装药前必须对炮孔进行逐一检查,检查时发现有淤堵的炮孔,可以先用炮棍清理,淤塞的泥浆用高压风吹出。关键部位的钻孔如果不能清出堵塞物来,在旁边重新钻孔,否则将影响爆破效果。
  为了防止堵孔,应该做到:①钻孔结束后及时将岩粉吹除干净,如若不能吹尽,就要适当加大超深,用作留存岩粉;②特别注意钻孔的开门,不要打成喇叭状孔口。钻凿过程中发现岩石破碎容易塌孔时,可以用加泥浆的方法固壁封缝;③钻孔时随时将孔口岩渣和碎石清除干净并整平,防止它们掉落孔内;④钻孔完成后要封好孔口,遇到雨天时要用泥土或岩粉在孔口作一小围堰,并用塑料布或油毡盖好,防止雨水把岩粉冲入孔内;⑤钻完孔后要尽快装药爆破。
  3.2.3装药。装药量必须符合设计的药量,如发现孔位及抵抗线有所改变,应及时调整药量,但必须符合设计要求。装药时要用炮棍和炮锤装药。炮棍必须用木头、竹杆或塑料制作。如果炮孔孔壁岩石不平需用炮棍来清理,以保证装药顺畅。装药时根据设计的药量先在每一孔口放好要装的药,标明起爆药包位置。采用反向起爆的装药结构。装药时要注意是否装到位,中间有无空段,即经常用炮棍轻捣,保证密实。
  3.2.4填塞。爆破时必须填塞,而且要保证填塞质量。填塞长度与最小抵抗线、钻孔直径和爆破区环境有关。填塞长度3.5m,在干孔中堵塞物可以用细砂土、粘土或凿岩时的岩粉,要防止混进石块砸断起爆线。过程中要经常检查起爆线路,防止因堵塞损坏起爆线而引起瞎炮。
  3.2.5起爆网路。本工程中采用孔内外非电微差起爆网路,多排孔微差爆破,间隔时间为50ms,使用雷管段别为2、4、6、7、8、9段,将一次起爆药量分为七响。采用排间微差爆破目的是为了提高爆破质量,减少爆破震动,改善爆破效果,提高工效。根据需要在炮孔中装不同段别的非电毫秒雷管,一般同排同段。
  
  4爆破安全
  爆破施工的重要目的是在完成爆破达到工程目的的同时,通过选择合理的孔网参数、分段延时等措施,以控制爆破可能引起的各种危害,包括震动、个别飞石、空气冲击波、爆破灰尘和毒气等对周围的危害。
  4.1爆破震动。我国《爆破安全规程》第6.2.2条规定,一般建、构筑物的爆破地震安全性应满足安全振动速度的要求,并对主要类型的建筑物的安全质点震动速度值有如下规定:
  根据规定,结合实际实地周边环境的建构筑物类型,控制最大单响安全起爆药量。楼房爆破震速(参照钢筋混凝土框架房屋)控制在3.0cm/s以内。具体根据爆破震动公式验算:
  Qmax=R3(Vkp/K)3/a
  式中:Qmax——最大单响起爆药量(kg)
  R——爆源离建筑物的距离(m)
  Vkp——爆破震动速度(cm/s)
  K、a——爆破系数,本工程K=180、a=1.8
  对于不同位置的爆破,因爆源与被保护建筑物的距离不同,单响起爆药量差别很大。见下表:
  每次爆破时需实际测量爆点与建筑物的距离,根据上表确定最大起爆药量。在每次钻孔时,要预先估计该位置最大单响药量,以确定孔距、排距。
  因采用多排孔微差爆破技术,实际爆破时同段药量最大不会超过120Kg。在施工时靠近钟山医院时的炮孔做到单孔单响(单孔药量在25Kg),其余炮孔在2~5孔一响,故能保证将爆破震速控制在安全要求以内。
  3.2爆破飞石。
  个别飞石可由Lundborg式计算:Rf=q·d。
  式中:q——炸药单耗;d——炮孔直径,中深孔爆破取90mm;k=0.45Kg/m3,得Rf=40.5米,小于最小安全距离。本工程爆破环境复杂,故需要采取适当的技术与施工措施。
  3.2.1严格控制爆破作用指数n,n控制在0.6~0.7之间,严禁抛掷爆破。
  3.2.2在相对安全作业点进行试爆,确定合理的爆破单耗值。在相对危险点作业爆破时取小值。绝不能因挖方要求块度小而任意加大药量以提高破碎度,必须避免单耗失控。
  3.2.3施工时慎重对待断层、软弱带、张开裂隙、成组发育的节理等地质构造,采取调整孔网参数、间隔堵塞、调整药量等技术措施。
  3.2.4孔口必须堵塞,堵塞材料用半干黏土,或粘性沙土,不得混有碎石。堵塞段长度须大于最小抵抗线,并堵塞紧密。保证堵塞质量,不但要保证堵塞长度,而且保证密实。
  3.2.5多排爆破时要选择合理的延迟时间,防止因前排带炮造成后排最小抵抗线大小与方向失控。
  3.2.6将抵抗线方向避开重点保护目标;
  3.2.7为保证人员、设备的安全,划定爆破警戒范围,爆破前人员撤至警戒范围以外。
  3.2.8孔口及爆区上方采用专用炮被覆盖,具体参见防护示意图4所示。
  3.3空气冲击波。预裂爆破时,采用图4防护方式防护。
  3.4盲炮处理。发现盲炮或怀疑有盲炮,应立即报告并及时处理。若不能处理,应在附近设明显标志,并采取相应安全措施;处理盲炮时,无关人员不准在场,应在危险区边界设警戒,危险区内禁止其他作业;处理盲炮参照《爆破安全规程规》定实施。
  3.5爆破作业安全措施。
  3.5.1药包制作时,按指定场所进行,不准超出指定范围。制作和装填药包过程中不准抽烟,场外设临时警戒人员,严禁外人入内。
  3.5.2制作药包应按设计规定的药量,不准随意增减,不同重量的药包,不同段别的雷管要分别放置,防止出现差错。
  3.5.3向孔内装填药量,用木质填塞棒将药包轻轻送入孔底,填土时先轻后重,力求填满捣实,防止损伤脚线。
  3.5.4线路联网时,按规定操作,防止联错、漏接,保证可靠起爆。
  3.5.5做好爆破防护工作,炮被防护注意搭接,避免死角。
  3.6爆破器材管理安全措施。
  3.6.1炸药、雷管运输先办手续,分车装运,派专人押送。
  3.6.2炸药、雷管分库存放。
  3.6.3剩余炸药、雷管当天退回炸药库,不在厂内过夜。
  3.6.4严格领发、清退手续,指定专人造册登记,做到帐物相符,不出差错,不遗失,不流落社会。
  3.7爆破安全警戒措施。
  3.7.1爆破前所有人员和机械、车辆、器材一律撤至指定的安全地点。安全警戒半径以爆破区边界为半径,室内50m,室外100m。
  3.7.2每次爆破的通迅联络方式、信号、标记等规定,由专门会议商定。
  3.7.3每次爆破完毕后,爆破技术人员对现场检查,确认无险情后方可解除警戒。
  3.7.4每次爆破提前通知,准时到位,不得擅自离岗和提前撤岗。
  3.7.5各警戒点、清场队、爆破人员要准确清楚迅速报告情况,遇有紧急情况和疑难问题要及时请示报告。
  3.7.6每次爆破当天上午由指挥部向有关单位、人员发出安民告示。
  3.7.7警戒时间。爆破起爆前半小时开始警戒,爆破前15分钟进行交通管制。爆破后无异常情况,解除警戒。
  后记:通过精心组织,合理安排,科学施工、严格按照方案进行控制,地铁孝陵卫车站预裂爆破施工取得理想的效果,有效的把超欠挖控制在规范允许范围内,未发生安全质量事故,未影响周边人群正常生活,未影响周边建筑物的安全,节省了工期费用,为下一步施工创造了良好条件。
  参考文献
  1中华人民共和国民用爆炸物品管理条例.公安部,2006.9.1
  2爆破安全规程.国家标准局.GB6722-2003
  3土方与爆破工程施工及验收规范.国家技术监督局.GBJ201-83
  4施工机械安全操作规程
其他文献
【摘 要】 基桩动力检测法以其快速、准确、经济的优点成为基桩完整性检测的一种重要手段。随着人们研究的深入,基桩动力检测法也在不断的发展。就目前而言,有以下几种动力试桩方法:动力参数法、共振法、反射波法、机械阻抗法、水电效应法、波动方程法、改进的动力打桩公式法和静动法。  【关键词】 基桩动力检测法;低应反射波法  【中图分类号】 TU753 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(20
期刊
随着人们生活水平的提高,人均居住面积的不断扩大和居住环境的改善,工业与民用建筑发展非常迅速,随之而来的建筑立面也发生了巨大的变化,形式多种多样,建筑材料和装饰材料品种日益繁多。房屋墙面装修要求越来越高,但建筑设计、施工、建材质量等方面不能很好地相互配合,往往成为墙体抹灰工程中出现裂缝、空鼓的主要原因。在多年的建筑施工和日常生活中,经过对墙体抹灰工程中出现裂缝、空鼓现象的观察和原因分析,总结出了一些
期刊
【摘 要】 本文结合住宅精装饰施工的实践,从设计、施工、环境和材料等方面,阐述了精装修住宅石膏板吊顶、线条质量缺陷产生的原因及控制方法。  【关键词】 石膏板吊顶;线条;质量缺陷;控制方法  【中图分类号】 TU564.3 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2010)03-009-04     Quality Control of Plaster Hanging Plates i
期刊
【摘 要】 冬季气候干燥而铺贴好的地面砖极容易在中间部位拱起,本文对地面砖拱起的原因分析探讨,并提出相应的防治处理措施。  【关键词】 地砖拱起;砂浆收缩;干缩和冷缩;控制措施  【中图分类号】 TU573.79 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)03-055-02    Arched brick interior way into the winter and its
期刊
【摘 要】 裂缝是沥青砼路面的常见病害,对道路的危害作用极大。特别在冬季和春季,因时有雨、雪水渗入,在行车荷载的作用下,使本来就处于裂缝状态的路面病害更加趋于严重,最终导致破坏。因此,为了提高路面质量,减少路面病害,必须加强对沥青路面早期裂缝的认识、预防、治理工作。下面结合自己多年来的工作实践,将自己一些初浅的认识提出来,和大家共同探讨。  【关键词】 裂缝;型式;成因;预防;处理方法  【中图分
期刊
【摘 要】 文章针对混凝土的泵送施工技术问题,从可泵性混凝土的配合比、混凝土输送泵的选型和输送管道的敷设、混凝土的输送和管道堵塞原因及防止措施等方面作了分析探讨。  【关键词】 泵送混凝土;配合比;施工技术;配料;管道敷设;管道堵塞  【中图分类号】 TU528.57 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)03-092-02     Elements for pumping
期刊
【摘 要】 超长砼结构是建筑结构体长度超过现行的砼结构设计规范所规定的设置温度伸缩缝最大间距的建构筑物,本文根据工程实际合理设置后浇带,调整结构配筋率提高砼的极限抗拉强度。  【关键词】 超长砼结构;设置后浇带;结构配筋;降低水化热  【中图分类号】 TU573.79 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)03-070-02     Crack control of lon
期刊
【摘 要】 结合南京地铁仙鹤东站~南京大学站门墩预应力盖梁的工程实践,剖析了影响锚下控制应力的主要因素,详细分析了这些因素在施工实践中发生的机理以及防治措施;同时对限位距离的理论计算、锚口摩擦损失的取值和测试方法作了简单的介绍。  【关键词】 盖梁;锚具;锚下应力;锚口摩擦损失;限位;变角  【中图分类号】 TU755.4 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2010)03-024
期刊
【摘 要】 超长超厚砼结构裂缝问题仍然出现较多,本文根据实践应用,采取相应的预控措施。抗渗砼结构达到无渗漏的效果。  【关键词】 原材料配合比;钢筋配置设计;温度应力;后浇带;砼的养护  【中图分类号】 TU573.7 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)03-050-02    Control measures for long concrete structure,
期刊
【摘 要】 论述了南京市仙林污水处理厂循环式活性污泥法(CAST)的工作原理,对该工艺的设计计算作了探讨,提出了设计方法,并提供了有关计算公式和操作时间分配。  【关键词】 循环式活性污泥法(CAST) ;生物选择器;硝化反硝化;生物除磷   【中图分类号】 TU721.5 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)03-047-03    Working principle
期刊