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1民房調(diào)查及震動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)確定

考慮到下穿段線路兩側(cè)各25m內(nèi)47幢民房均為危房，質(zhì)量低劣，建筑材料強(qiáng)度較低，年久失修，房屋已經(jīng)發(fā)生變形、開裂，病害嚴(yán)重，且居民對(duì)施工爆破影響非常敏感，應(yīng)在《爆破安全規(guī)程》建議值上適當(dāng)降低震速控制值。經(jīng)組織專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及專家論證，最終將地表民房的震速控制標(biāo)準(zhǔn)確定為1.5cm/s。

2減震爆破開挖方案的研究與制定

確定單段最大炸藥用量及代表地形、地質(zhì)條件的相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)選取DK183+410～DK183+420段Ⅲ級(jí)硬質(zhì)巖段作為控制爆破試驗(yàn)段。由于硬質(zhì)巖具有較好的自穩(wěn)能力，現(xiàn)場(chǎng)采用下導(dǎo)坑超前爆破開挖擴(kuò)挖層爆破開挖方式。超前下導(dǎo)坑尺寸3m×3m，位于下半斷面，距地表距離可增加近6～7m，有利于減輕爆破震動(dòng)影響。開挖工序?yàn)?超前開挖下導(dǎo)坑，進(jìn)尺1m，超前后續(xù)工作面2m;爆破施工擴(kuò)挖層，至距拱頂約1m處，擴(kuò)挖層循環(huán)進(jìn)尺1.5m，超前后續(xù)工作面3m;爆破施工預(yù)留光爆層;仰拱在滯后預(yù)留光爆層50m后施工。施工工序所示。超前下導(dǎo)坑控爆采用四級(jí)復(fù)式楔形掏槽方式，掏槽眼深度為1.8～2.3m，雷管段數(shù)為15段，單段最大裝藥量6.5～8.5kg，進(jìn)尺約1m;擴(kuò)挖層及預(yù)留光爆層爆破參數(shù)為，鉆孔深度1.5～1.9m，單段最大裝藥量12～15kg，進(jìn)尺約1.2～1.5m。爆破施工中地表房屋監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用測(cè)振儀進(jìn)行振速監(jiān)測(cè)常規(guī)爆破方案下導(dǎo)坑掏槽爆破時(shí)，由于只有正面一個(gè)臨空面，將發(fā)生巖石夾制作用下的強(qiáng)拋擲爆破，夾制爆破導(dǎo)致更多的爆炸波能向巖體內(nèi)部傳遞，導(dǎo)致實(shí)測(cè)地表爆破振速均超出振速控制標(biāo)準(zhǔn)1.5cm/s，因此試驗(yàn)結(jié)果證明采用常規(guī)爆破開挖方案下穿密集民房段無(wú)法達(dá)到地表振速控制標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行爆破減震技術(shù)方案研究。爆破振動(dòng)控制技術(shù)分析根據(jù)反映爆破震動(dòng)規(guī)律的薩道夫斯基公式，一次最大裝藥量Q為:Q=R3×(VK)3α(1)式中:R爆破震動(dòng)安全允許距離(m);V保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)安全允許速度(cm/s);Q炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量(kg);K，α與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。薩氏公式表明，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度取決于隧道埋深、一次齊爆裝藥量(延時(shí)爆破為最大單段藥量)及爆破范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)條件等因素。為了減小爆破震動(dòng)對(duì)保護(hù)對(duì)象的影響，降低爆破振速，在爆破方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制一次齊爆或單段最大裝藥量，控制開挖進(jìn)尺，斷面分成多部開挖，減小爆破規(guī)模;同時(shí)應(yīng)用目前先進(jìn)的精確控制爆破技術(shù)，通過控制數(shù)碼雷管的起爆時(shí)間、延期時(shí)間和合理的微差爆破時(shí)間，精確實(shí)現(xiàn)各段爆破錯(cuò)相達(dá)到減震目的;并對(duì)埋深更小、震動(dòng)控制要求更高的段落，為減小導(dǎo)坑掏槽爆破時(shí)的震動(dòng)影響(控爆試驗(yàn)表明此部震動(dòng)影響最強(qiáng))，對(duì)超前施工的導(dǎo)坑采用非爆破開挖技術(shù)，利用非爆開挖的導(dǎo)坑作為臨空面，再結(jié)合擴(kuò)挖層控制爆破開挖達(dá)到減低地表振速的目的。

3減震爆破開挖方案的制定

考慮下穿段各類民房對(duì)震動(dòng)的敏感程度、段落內(nèi)不同埋深情況和硬質(zhì)巖地質(zhì)條件，通過常規(guī)爆破、控制爆破、非爆結(jié)合控爆的現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)和地表民房爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)信息化施工技術(shù)驗(yàn)證，將下穿段落按埋深大小制定了下列減震爆破開挖方案。22.7～30m埋深段:采用超前下導(dǎo)坑非爆開挖擴(kuò)挖層控爆方案。由于非爆開挖技術(shù)對(duì)地表幾乎無(wú)震動(dòng)，在埋深小、結(jié)構(gòu)物抗震等級(jí)低的困難地段，采用非爆施工的下導(dǎo)坑作為臨空面，以降低擴(kuò)挖部的爆破震動(dòng)，再結(jié)合擴(kuò)挖層控制爆破開挖，通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)論證明了此方案的可行性。30～40m埋深段:采用下導(dǎo)坑超前毫秒延期電雷管三部控制爆破開挖方案。下導(dǎo)坑超前控制爆破(將最大振動(dòng)的掏槽爆破放置在下半斷面，以降低最大爆破震動(dòng)對(duì)地表的影響)，第二和第三部后續(xù)利用毫秒延期電雷管控爆開挖。通過對(duì)大斷面隧道分部開挖并控制電雷管各段合理的延期起爆時(shí)間以降低爆破規(guī)模從而達(dá)到控制爆破振動(dòng)的目的。大于40m埋深段:采用數(shù)碼雷管全斷面微差爆破減震技術(shù)。通過精確控制數(shù)碼雷管的起爆時(shí)間、延期時(shí)間和合理的微差爆破時(shí)間，實(shí)現(xiàn)精確錯(cuò)相，最大循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5m以下，全斷面爆破開挖，以達(dá)到既能控制爆破振動(dòng)又能加快施工進(jìn)度的目的。

作者：譚詠麟單位：中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司