地下连续墙基岩爆破施工技术

摘要：本文针对地下连续墙入岩较深且岩石坚硬条件下，以广深港客运专线福田站地下连续墙基岩爆破施工实践为例，通过对弱风化岩层进行水下爆破处理，以提高成槽设备开挖掘进速度。

关键词：地下车站 地下连续墙 基岩爆破 施工技术 1、工程概况

广深港客运专线ZH-4标福田站为全地下三层结构火车站，其围护结构为1.2m地下连续墙形式，其中北端A1区连续墙深度35.2～43m不等，入弱风化花岗岩12.2～24.6m，试验报告中岩石最大单轴饱和抗压强度114.8MPa。采用冲击钻冲孔施工中进入岩层后进尺困难，无法满足工期要求。采用双轮铣对岩层进行切削开挖，也难以达到计划的钻进速度，且机械钻进存在设备维护复杂、损耗大、维修成本高的缺点。因此对于进入若风化花岗岩较深的槽段采用控制爆破技术进行处理。

通过采取爆破方法处理后，以便达到使连续墙整体弱风化岩石破裂、分割成块状的目的，从而确保成槽设备快速高效地掘进。 2、设计方案选择

对于本工程A1区槽段，采用通过地表钻孔的方法对弱风化花岗岩层进行钻孔，利用“预裂爆破+挤压爆破”作用机理，参照施工手册和爆破工程相关规范，精确计算孔点并合理选用爆破参数，通过每次爆破槽段长度和孔深，合理计算单孔装药量，通过爆炸产生的能量破碎弱风化基岩，从而极大提高成槽设备的高效掘进。爆破作业时，钻孔孔距在0.35～0.5cm之间，炸药单耗控制在1.2～3.0kg/m3之间。爆破施工前先进行试爆，根据试爆破结果果及时调整爆破参数。如图1所示： 3、爆破参数选择与装药量计算 3.1 每次爆破槽段长度

地下连续墙每次爆破槽段长度在3.0～6.0m之间。距离建筑物较近时，每次爆破槽段长度为3m。

3.5钻孔深度

钻孔深度=地下连续墙设计深度+超深0.3m。 3.6炸药选型

炸药选择2#岩石乳化炸药，药卷直径为60mm，炸药具有防水性能。 3.7单孔装药量计算

以每次爆破槽段长3m，入弱风化岩石15m为例计算，单孔装药量见表1所示：

表1地下连续墙基岩爆破参数表（装药孔直径：110mm） 3.8同段起爆最大药量

同段起爆最大药量见表3.1所示，同段起爆最大药量为12kg。 3.9平均炸药单耗

参考地勘报告，并结合类似工程的施工经验，根据岩石的坚固性系数，计算炸药单耗，初步设计取值为1.45kg/m3。爆破时根据实际爆破效果进行调整。 4、布孔及钻孔设计 4.1边眼布孔及钻孔设计

边眼布孔沿连续墙周边均匀布置，装药孔与空眼间隔布置，炮孔距离为0.5m。设计钻孔深度至连续墙设计深度向下0.3m位置。

布孔及钻孔设计详见图1：地下连续墙基岩处理示意图。 4.2中心眼布孔及钻孔设计

中心眼布孔沿连续墙中心线均匀布置，装药孔与空眼间隔布置，炮孔距离为0.5m。设计钻孔深度至连续墙设计深度向下0.3m位置。

布孔及钻孔设计见图1：地下连续墙基岩处理示意图。 5、 装药、堵塞

边眼装药采取孔底集中装药结构，双发电雷管反向起爆。堵塞位置位置选在弱风化岩面以上1m位置，堵塞至孔口，堵塞材料为粗砂。详见图2所示：

图4起爆网路示意图 7、爆破安全距离计算

由于被爆破岩体在地面下25m以下，距离爆源最近的房屋结构在30米之外。依据规范，应对对此范围内的建筑物进行安全验算，从而确定同段起爆最大药量，以便安全施工。 根据《爆破安全规程》计算：

Q=R3(V/K)3/α

式中：Q—最大一段的装药量，kg； R—距爆源中心的距离，m；

K—与介质特性、爆破方式及其它因素有关系数取120； V1—非抗震性钢筋混凝土框架房屋允许振速取，1cm/s； V2—抗震性钢筋混凝土框架房屋允许振速取，3.5cm/s； α—地震衰减指数取1.6。

根据规范，车站周边的建筑结构，安全允许振速在3.5～4.5之间，现按最小允许振速取值2.0cm/s进行验算，可得结果如下表所示。

表2不同距离的最大一段的装药量值对照表

本专项爆破施工方案中，选取单段起爆最大装药量为12kg，已充分满足规范要求，能确保周边建筑结构的安全。 8、安全技术与防护措施 8.1安全技术措施

（1）认真现场踏勘，熟悉地勘报告，查清现场条件和技术资料，根据实际情况，确定合理的爆破参数。并报审爆破工程专项施工方案经专家评审。

（2）施工前做好爆破工程安全技术交底，作业人员必须严格按照施工方案和安全技术交底方案做好相应的安全防护。

（3）严格按照设计要求进行钻孔，必须做到精确定位，谨慎操作。

（4）严格控制爆破孔的孔距，严格控制孔底标高，孔底标高误差控制在 ±10cm。 （5）严格按照设计要求和爆破专项方案施工，用药量及操作必须有专职爆破工程师指导。

（6）严格按照爆破专项方案要求落实各项防护措施，防护材料的强度、重量、弹性、韧性以及透气性必须符合要求，防护部位必须专人负责。

（7）所有电雷管的检测均在指定的地点。所有火工品的搬运存放必须遵守《民爆器材管理规定》，轻拿轻放，分放分拿。

（8）使用电雷管时，起爆器在起爆前应由专人看管。禁止所有携带手机、手电等射频器材人员进场。

（9）炸药、雷管等危险危险易爆品必须取得当地门审批。进入施工现场应严禁抽烟明火等行为。

（10）装药区实行隔离，必须设置警示标志，装药、钻孔、起爆、警戒等工序必须设专人负责。

（11）起爆破前必须有警报和警戒，安全警戒距离不得小于50m，所有非爆破作业人员必须撤离在警戒区之外。

（12）在放炮前应书面通知附近作业的各单位、居民知晓。起爆时，用口哨三长声鸣叫；起爆后，口哨一长声解除信号。

（13）起爆时，避炮所距爆破点不小于100m。

（14）遇到雷电、台风、暴雨等恶劣天气，必须停止施工。 8.2防护措施

由于爆源在地面以下约20-35m之间，爆破属于内部作用，为确保绝对安全，槽段上部采用“孔口压沙包+钢板+冲击锤”的防护措施，以防个别炮孔冲孔产生泥浆。如附图5所示。

图5爆破防护示意图 8.3安全警戒

安全警戒的时间：每次爆破提前30分钟；

按已评审的爆破工程专项施工方案确定警戒范围，在警戒范围内，一切人员全部撤离，爆破作业人员必须位于安全位置。爆破指挥、起爆点和各警戒点之间用对讲机保持顺畅的通讯联系。施工中每个工序，必须有警戒、起爆和撤离警戒相应的信号指示。每次爆破后检查无误后由爆破指挥发出警戒撤消信号。 9、结语 9.1进度分析

冲击钻成槽进入弱风化岩层后岩石强度逐渐增大，连续墙施工初期基岩未作爆破处理，每日进尺约0.25～0.15m，平均按0.2米计；爆破处理后每日进尺约0.6～0.35m，平均按0.475米计，为处理前2.4倍。 9.2经济效益分析

岩层爆破处理后，虽然冲击钻冲击成槽施工进度得以提高，但由于爆破施工钻孔投入较大，经济效益方面并不明显。 参考文献：

1、《地下连续墙规范》（GBJ204-83、GBJ107-87）。

2、路桥施工计算手册/周水永，何兆益，邹毅松等编著.北京：人民交通出版社，ISBN 978-7-114-03855-6。

3、《爆破安全规程》（GB6722-2011）。