地铁车站明挖基坑爆破施工方案研究

地铁车站明挖基坑爆破施工方案研究

摘要：文章以徐州轨道交通3号线一期工程07标段创业园站明挖基坑爆破开挖施工为背景，对明挖基坑开挖过程中采用的爆破工艺及方法，以及爆破过程中对周边既有建筑物的保护进行分析，采取合理的技术安全措施，保证基坑开挖的施工安全、质量、进度，取得良好的经济和社会效益。

关键词：地铁车站；明挖基坑；爆破

1 工程概况

创业园站是徐州市轨道交通3号线一期工程的终点站，本车站为侧式站台形式，地下一层，多柱多跨箱型框架结构，车站采用明挖顺作法施工。车站主体基坑长213.70 m，标准段宽53.5 m，深10.5～14.63 m，位于中风化灰岩，地基的均匀性较好。

2 爆破施工方案实施

2.1 爆破施工方案选择

创业园站明挖车站基坑，主要以石方开挖为主，为控制边坡坡度以及振速，石方开挖采用“浅孔松动爆破+机械破碎”的施工工艺，每次爆破深度不超过3 m，爆破完成后采用挖掘机挖装，自卸汽车外运至弃渣场。

2.2 爆破施工工艺流程

管线、房屋调查→爆破设计、审批→配备专业施爆人员→放样、监测埋点→清除爆破区覆盖层→放样布孔→钻孔→器材检查→验孔→装药→撤离人员→起爆→清除瞎炮→解除警戒→评价爆破效果→装运石方→开挖至设计高程。

2.3 爆破设计原则

①爆破时，必须考虑振害影响，对边坡、临近建（构）筑物采取有效措施避免影响。②爆破前对爆破影响区内建（构）筑物做好监测点和建筑原有裂缝的查勘记录。③根据图纸要求，针对本项目周围环境的特殊性，本设计振动速度不大于2.0 cm/s。④基坑爆破宜采用浅孔松动爆破法，炮孔直径90 mm，台阶深度不超过3 m的爆破方法。⑤爆破施工点距支护结构1～2 m时，应采用适当的保护措施，如采用弱松动爆破、光面爆破、机械破碎等。⑥每一施工循环过程中记录钻孔深度、钻孔数、装药量、起爆段数、爆破位置、起爆时间等参数。2.4 主要施工方法

（1）平面布孔方式。爆破区域近似呈梯形，每层约直降3.0 m，采用多排等边三角布孔（梅花形）方式，炮孔由浅及深逐排布置。欠爆部位采用人工手持钻打浅孔小药量分层爆破。平面布孔示意图如图1所示。

图1 平面布孔示意图

注：孔距a=3.0 m，排距b=2.5 m

（2）浅孔单位耗药量。地质为中风化灰岩，采用松动爆破方式施工，炸药单耗取0.3～0.35 kg/m3。该单耗为初始药量确定参数，需经现场试炮进行相应优化调整。浅孔单孔装药量Q=q·H·a·b。爆破参数如表1所示。

表1 浅孔爆破参数表

（3）浅孔装药结构。浅孔爆破，对台阶高度3 m的炮孔如图2所示。2.5 起爆方式

（1）当距离待保护构建筑较远时，一次起爆最大药量较大，可采用逐排起爆方式连接网络。（2）当距离待保护构建筑较近时，一次起爆最大药量较小，应考虑逐孔起爆方式连接网络，减少爆破震动危害。

图2 浅孔装药结构示意图

2.6 爆破减振及飞石控制措施

加强爆破振速监测，分析爆破振速过大原因，严格控制爆破振速及飞石。通过实际爆破监测，爆破振速分别为0.398、0.554、0.885 cm/s，均不大于2 cm/s。

①控制炸药质量，匹配岩石的波阻抗，对于炸药爆炸效率有显著影响。②优化同段最大装药量数量，控制爆破振速。③采用逐排起爆或者逐孔起爆，避免爆破振速重叠。④飞石控制措施，炮泥堵塞装药孔，在爆破区域采用炮被遮挡覆盖，炮被采用双层2 m×2 m的橡胶炮被防止飞石飞散。

2.7 爆破实施

（1）施工准备。施工前，对照设计文件，查验岩石是否与设计相符，对不良地质，主要是溶洞进行探测并按设计处理方法处理到位，将实测出的开挖边界线放样、标记。（2）布孔。根据设计要求放出开挖轮廓线，对各炮孔位标明孔深、倾斜角方向。（3）钻孔。测量人员严格按照点位进行孔位放样，按照要求的角度、方向进行钻孔，钻孔过程先慢速，稳定后方可快速钻孔。钻孔过程中，严防卡钻、超钻、漏钻和错钻；钻孔完成后，履行验孔手续，复核各项施工参数，检查孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水。孔号和孔内位置进行详细记录，并与现场工程技术人员或爆破员交接，作为装药的依据。（4）装药。应严格按设计进行装药，不得欠装、超装。光爆炮孔内间隔装药，其余炮孔采用连续集中装药。（5）填塞。炸药完全爆轰才能发挥最大效用，炮孔封闭能够保证炸药反应更充分，爆破力量更集中，热量更大，防止爆轰气体外泄，提高炸药能量的有效利用率。填塞材料采用钻孔岩粉，填塞应采用分层捣实法进行，保证

填塞的密实，炮孔填塞炮泥的长度不得小于0.5 m。（6）联线。以上工作全部完成后，由有经验的爆破员联网，经反复检查无误后开始派出警戒。（7）安全警戒。爆破作业时，各个道路交叉口配备专人负责警戒工作，采用对讲机进行沟通，及时反馈实时信息。（8）起爆。安全警戒任务完成后，起爆令由爆破指挥长下达。起爆后，专业安全人员检查爆破结果，确认无残炮、盲炮后，警戒才能解除。（9）盲炮处理。有盲炮产生时，处理盲炮时应由专业人员实施，听从专业人员指挥，其他人员一律不得进入控制区域，在处理盲炮时，保持警戒工作。（10）解除警戒。爆破完毕，经技术、安全人员检查现场无误后，由爆破班长下达解除警戒命令。

3 结语

创业园站明挖基坑正采取的采用浅孔松动爆破，顺利地对中风化岩层进行爆破施工，爆破振速控制在设计要求范围呢，周边建筑物未超过沉降监测报警值，未出现飞石伤人伤物情况，满足设计和业主要求，也带来了经济和社会效益，该爆破方案有推广的意义。