- 文档大小:1.66 MB
- 文档格式:pdf
- 约 5页
- 2021-06-26 发布
- 举报
- 1、本文档共5页,内容下载后可编辑。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
·其 他· 收稿日期:2016 02 19 盾构区间岩石爆破处理技术 马前程 (中铁十八局集团第一工程有限公司 河北涿州 072750) 摘 要 厦门地铁1 号线一期土建一标工程跨越厦门市市区中心,多个区间采用盾构法施工,区间存在大量的岩 石严重威胁到盾构机施工。采取何种方案将碎石块度长边尺寸小于30 cm 以下以便盾构机顺利通过是工程的重 点和难点。本文以莲坂站~莲花路口站盾构区间成功施工为例进行总结,得出爆破处理盾构区间岩石施工的基本 施工参数,这对指导市区盾构区间岩石处理的施工有十分重要的意义。 关键词 盾构区间 岩石爆破 孤石 基岩凸起 中图分类号 U455.6 文献标识码 B 文章编号 1009 4539 (2016)增1 0510 05 Treatment Technology of Rock Blasting at Shielding Sections Ma Qiancheng (China Railway 18th Bureau Group 1st Engineering Co.Ltd.,Hebei Zhuozhou 072750,China) Abstract The first phase of Civil Construction No.1 Bid Project in Xiamen Metro Line 1 passed through the downtown are a of Xiamen,where several metro sections were constructed by shield tunneling method.A great number of rocks in these sections would seriously threat shielding construction.It was the key point and also the difficulty to make boulders smaller than 30 cm by choosing suitable proposals so that shield tunneling goes smoothly.Based on the successful case of Lianban StationLianhua junction station shielding section,we yielded some basic construction parameters of rock blasting at shiel ding sections,which were of great significance for rock treating at shielding sections in urban areas. Key words shielding section;rock blasting;boulder;bedrock protruding 1 工程概况 厦门地铁1 号线一期土建工程莲坂站~莲花路 口站区间(以下简称“莲~莲区间”)地处厦门市思明 区中心,起点里程YDK6 +204.102,终点里程YDK7 + 050.249,区间长846.147 m。采用盾构法施工,小里 程端为盾构接收,大里程端为盾构始发。该区间起于 湖滨南路莲坂转盘国贸大厦前,沿嘉禾路布设,止于 莲花南路北侧庐山大厦前。线路两侧建筑以民用、商 业建筑为主,道路两侧存在密集的电力、电信、雨水、 上水、污水、燃气、路灯等地下管线管道。 1 .1 工程地质 莲~莲区间从上到下为:素填土→残积砾质黏 性土→全风化花岗岩→散体状强风化花岗岩,区间 覆土厚度约为10 m,地勘15 m 间距补堪时发现区 间左、右线(富山跨线桥段)均存在长度约65 m 的 基岩凸起段,区域中存在大量孤石及孤石群,严重 威胁到盾构机施工,需要进行处理。 1 .2 水文地质 场区地表水不发育。按赋存介质,地下水分为 三类:赋存于第四系海积层及冲洪积地层中的第四 系松散岩类孔隙水;赋存于残积层及基岩全风化带 中的风化残积岩孔隙裂隙水;赋存于碎裂状强风化 带以下的基岩裂隙水。 2 施工设计原则 为了达到更好的碎裂效果,炸药单耗取值需高 于爆破试验中的取值,以确保爆破后的碎石块度长 边尺寸满足小于30 cm 的施工要求,并需严格控制 每次爆破的最大段药量和总装药量,以确保地下各 市政管线、地面各周围建筑物的安全。为此盾构区 间的孤石和凸起岩石爆破施工原则如下: 510 铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 ) ·其 他· (1)为了确保爆破效果,孤石和凸起岩石爆破 采用较大的炸药单耗; (2)为了增强岩石的破碎效果,需采用高密度、 高威力、高性能抗水乳化炸药; (3)为了增强起爆、传爆的可靠性,以避免盲炮 (瞎炮、拒爆炮孔)现象,每个炮孔增加起爆雷管、设 置导爆索; (4)为了减少爆破危害,每次爆破不超过10 个 炮孔以控制总装药量,每个炮孔装药长度不超过 3 m以控制最大段药量; (5)对炮孔重型压盖; (6)对重要建筑物进行爆破振动监测; (7)发布爆破安全告示,临时阻断交通,加强警戒。 3 施工计划 莲~莲区间地质勘察按左右线同时进行,右线 勘察钻孔数约170 个,左线勘察钻孔数约500 个,总 体施工时间计划为2014 年12 月25 日~2015 年4 月5 日,共102 d。围挡采用临时围挡,顺着钻机施 工位置不断移动,临时围挡范围基本为全线围挡, 围挡示意图见图1。 图1 莲~莲区间左右线围挡范围 施工安排:左、右线各5 台100 mm 地质钻机 进行地质勘探,勘探一个孔约8 h。为保证工期,拟 一天24 h 全天候勘探。 施工部署:原则上不能中断交通,根据占道施 工对现状交通的影响程度,勘探施工拟分段分时间 段进行施工。 4 施工安排 4.1 地质补勘加密布孔方法 根据前期已批复方案对该区间进行有针对性 的加密勘察,将莲~莲区间划分为基岩凸起段、可 能最大区域、可能很大区域、可能较大区域、一般区 域,其具体布孔方法如下所述。 (1)一般区域:一般区域内沿盾构线路平面位 置,沿线路中线布置一排钻探孔,每排钻探孔线路 纵向间距5.0 m,钻孔到盾构管片底部以下2 m。 (2)可能较大区域:在此区域沿盾构线路平面 位置,梅花形布置钻探孔,距盾构开挖平面边缘 1.5 m处沿纵向两排钻探孔,每排钻探孔线路纵向 间距3.0 m,钻孔到盾构管片底部以下2 m。 (3)可能很大区域:在此区域沿盾构线路平面 位置,梅花形布置钻探孔,距盾构开挖平面边缘 1.5 m处沿纵向两排钻探孔,每排钻探孔线路纵向 间距2.5 m,钻孔到盾构管片底部以下2 m。 (4)可能最大区域:在此区域沿盾构线路平面 位置,梅花形布置钻探孔,距盾构开挖平面边缘 1.5 m处纵向两排钻探孔,每排钻探孔沿线路纵向 间距2 m,钻孔到盾构管片底部以下2 m。 (5)基岩凸起段:在此区域沿盾构线路平面位置, 梅花形布置钻探孔,距盾构开挖平面边缘1.5 m 处纵 向两排钻探孔,每排钻探孔沿线路纵向间距3 m,钻孔 到盾构管片底部,查找基岩凸起长度边界以下2 m。 4.2 孤石、基岩凸起处理方案 目前常用的处理分为地面处理和地下处理两 类,处理原则应遵循:地面条件允许情况下,尽可能 先地面后地下,地面处理如遇燃气管道或其他危险 线路时在管线与爆破区域中间增设一排减震孔,以 保证施工安全。 (1)地面处理 采用地面钻孔爆破处理方案,盾构施工区间采 用爆破法对这些孤石和凸起岩石进行预处理,爆破 后的碎石块度长边尺寸小于30 cm。孤石及基岩凸 起的爆破处理遵循如下几个原则: 爆破前对受影响范围建(构)筑物进行鉴定,并 根据不同建(构)筑物结构形式分析取附近受影响 构筑物的最小许可爆破振速。 对距离较近的主要建构筑物,爆破前采取减振 措施(如减振孔等),但如地下爆破深度大于15 ~ 18 m,且爆破点周围无主要建(构)筑物时,无需采 取减振措施。 基岩凸起高度、岩石强度、岩性、风化程度和周 边环境条件制定处理方案,并以此调整爆破钻孔高 度、钻孔直径、间距及装药量,爆破范围宜超出隧道 洞身边界以外一定范围。 铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 ) 511 ·其 他· 对爆破效果进行抽芯检测,抽芯孔不宜距离爆 破孔太近;对于抽芯尺寸不满足要求的区域应进行 补爆破处理。 (2)洞内处理 加密补勘处理仅能最大限度发现孤石及基岩 凸起,但因加密距离、地面管线等原因在加密过程 中会有遗漏孤石和无法处理的孤石,针对此情况在 盾构掘进过程中遇到遗漏孤石或基岩凸起时设定 以下方案: ①洞内爆破 盾构掘进过程中发现孤石或基岩凸起后,在洞 内实施爆破处理。但此种处理方式依然会对盾构 产生一定的安全隐患,需做好安全保障措施。 ②盾构磨耗 若洞内不能满足洞内爆破的条件,则需让盾构 机换刀进行磨耗。此种处理方法较为安全,但因岩 层地质不同,盾构机磨耗较慢,且岩层上下硬度不 同刀盘易产生偏移。 4.2.1 区间孤石处理及布孔方法 (1)炮孔布置 为了减少大块、充分破碎岩石,进行梅花形布 孔。炮孔孔距、排距较小,取:a =60 cm、b =30 ~ 60 cm,炮孔密集系数m =a/b =1.0 ~2.0。 (2)炸药单耗 盾构孤石炸药单耗取3.0 ~7.0 kg/m3 。 (3)孔网参数及装药量计算 依据上面要求,针对覆盖层厚度分别为10 m 的 孤石所确定的爆破参数和装药量见表1。 表1 孤石爆破孔网参数及每孔装药量 H/m a/m b /m D药/m Q单/kg q线/(kg·m -1 ) 1.0 0.6 0.3 0.04 1.26 1.26 1.0 0.6 0.6 0.05 1.96 1.96 表1 中,H 为需爆破岩层的炮孔深度,D药为炮 孔装药直径,q线为炮孔线装药密度,Q单为岩石单孔 装药量。 4.2.2 基岩凸起处理及布孔方法 (1)炮孔布置 为了减少大块、充分破碎岩石,进行梅花形布 孔。炮孔孔距、排距较小,取:a =50 cm、b =50 cm, 炮孔密集系数m =a/b =1.0。如图2 所示。 图2 盾构基岩凸起炮孔布置 (2)炸药单耗 基岩凸起炸药单耗取11.30 kg/m3 。 (3)孔网参数及装药量计算表 受周围环境条件和覆盖层厚度限制,对于岩石 在下断面的情况,每次爆破的炮孔装药长度不大于 3.0 m,即大于3.0 m 厚岩层的炮孔分2 次爆破;对 于存在全断面或超过1 /2 断面岩石的情况,上断面 每次爆破的炮孔装药长度不大于2.2 m,则绝大部 分炮孔分2 次爆破。由此依据上面设计要求,针对 凸出岩石在盾构下断面并为1 /4 面、覆盖层厚度为 10 m 的基岩凸起所确定的爆破参数和装药量见表 2;对盾构全断面凸出岩石、覆盖层厚度为10 m 的基 岩凸起所确定的爆破参数和装药量见表3。 表2 盾构下断面基岩凸起爆破孔网参数及每孔装药量 炮孔 编号H/m H1 /m a/m b /m D药/m Q单/kg q线/ (kg·m -1 ) 每孔爆 破次数 1 4.24 2.12 0.5 0.5 0.06 5.99 2.826 2 2 4.21 2.10 0.5 0.5 0.06 5.95 2.826 2 3 4.12 2.06 0.5 0.5 0.06 5.82 2.826 2 4 3.97 2.00 0.5 0.5 0.06 5.61 2.826 2 5 3.74 1.85 0.5 0.5 0.06 5.28 2.826 2 6 3.42 3.42 0.5 0.5 0.06 9.66 2.826 1 7 3.00 3.00 0.5 0.5 0.06 8.48 2.826 1 8 2.39 2.39 0.5 0.5 0.06 6.75 2.826 1 9 4.23 2.12 0.5 0.5 0.06 5.98 2.826 2 10 4.17 2.09 0.5 0.5 0.06 5.89 2.826 2 11 4.05 2.03 0.5 0.5 0.06 5.72 2.826 2 12 3.86 1.93 0.5 0.5 0.06 5.45 2.826 2 13 3.59 1.80 0.5 0.5 0.06 5.07 2.826 2 14 3.23 3.23 0.5 0.5 0.06 9.13 2.826 1 15 2.72 2.72 0.5 0.5 0.06 7.69 2.826 1 16 1.98 1.98 0.5 0.5 0.06 5.60 2.826 1 512 铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 ) ·其 他· 表3 盾构上断面基岩凸起爆破孔网参数及每孔装药量 炮孔 编号H/m H1 /m a/m b /m D药/m Q单/kg q线/ (kg·m -1 ) 每孔爆 破次数 1 4.24 2.12 0.5 0.5 0.06 5.99 2.826 2 2 4.21 2.10 0.5 0.5 0.06 5.95 2.826 2 3 4.12 2.06 0.5 0.5 0.06 5.82 2.826 2 4 3.97 2.00 0.5 0.5 0.06 5.61 2.826 2 5 3.74 1.85 0.5 0.5 0.06 5.28 2.826 2 6 3.42 1.71 0.5 0.5 0.06 4.83 2.826 2 7 3.00 1.50 0.5 0.5 0.06 4.24 2.826 2 8 2.39 2.39 0.5 0.5 0.06 3.38 2.826 1 9 4.23 2.12 0.5 0.5 0.06 5.98 2.826 2 10 4.17 2.09 0.5 0.5 0.06 5.89 2.826 2 11 4.05 2.03 0.5 0.5 0.06 5.72 2.826 2 12 3.86 1.93 0.5 0.5 0.06 5.45 2.826 2 13 3.59 1.80 0.5 0.5 0.06 5.07 2.826 2 14 3.23 1.62 0.5 0.5 0.06 4.56 2.826 2 15 2.72 1.36 0.5 0.5 0.06 3.84 2.826 2 16 1.98 1.00 0.5 0.5 0.06 2.80 2.826 2 表2、表3 中,H1 为每次爆破的炮孔装药长度, 其余同表1。有关计算式如下: q线=3.14 (D药/2)2ρ,ρ为乳化炸药密度,取 1.0 g/cm3 ;Q单=H1 q线;q石=Q单/(Hab)。 4.3 最大段药量的确定 莲~莲区间地下存在多种市政管线,其石油天 然气管道的允许爆破振动速度,遵照2014 年8 月 22 日爆破专家对《厦门市地下市政管线爆破质点安 全允许振动速度值的建议》的论证意见执行,具体 允许值见表4。 表4 石油天然气管道的地面安全允许振动速度值 频率<10 Hz 10 ~50 Hz >50 Hz 地面安全允许振动速度值/(cm·s -1 ) ≤3 ≤5 ≤7 对自来水管、污水管、电缆沟、通讯电缆的地面 安全允许振动速度值可参照表5(±10%)执行。 表5 所设计的单孔最大药量应符合表1 ~表3 的要求,否则减小炮孔装药长度,即岩石分2 次以上 钻孔爆破直至设计深度。 由此,针对不同管线及其到爆破点距离计算得 到的最大允许段药量见表5。计算依据是《爆破安 全规程》(GB 6722 -2014),振动速度经验计算公 式为: V =K(Q1 /3 max /R) a 式中,V 为保护对象所在地面质点振动速度(cm/s); Qmax为最大一段起爆药量(kg);R 为爆心至测点的 距离(m);K、a 为与爆破点至计算保护对象间的地 形、地质系数及衰减指数,由于岩层主要是中风化 至微风化花岗岩,由此可参照《爆破安全规程》(GB 6722 -2014)硬岩石的K、a 进行取值,并根据厦门 地区的施工经验,在此取K =150,a =1.5。 表5 允许的最大段药量计算值 建筑物 名称 允许振速/ (cm·s -1 ) 爆心至建筑物的 距离/m 允许最大段 药量/kg 天然气 管道 7.0 5.0 8 1.12 10 2.18 15 3.75 20 8.89 自来水 等管线 7.5 5.5 8 1.28 10 2.50 15 4.54 20 10.76 4.4 施工工艺控制 将乳化炸药装入内径60 mm 的PVC 管中,并安 放2 ~4 发雷管,装药长度大于需爆破岩层厚度;炸药 底部(炮孔底部)装填长度50 ~100 cm 细沙的配重, 满足药包能自动下沉至有水的炮孔孔底,即药包在水 孔中不上浮;用胶布等材料封堵PVC 管两端。 药包加工好后,在炸药上端于PVC 管上对称钻 两个小孔,从两孔中穿入细麻绳,形成双股承重绳索, 总长度大于孔深2 m,并在绳索上系上小红布条等明 显标识物以做标记,该标记处到PVC 管底部的长度 等于全炮孔(覆盖层厚度+岩石炮孔深度)深度。 至少2 人配合才能装药,1 人拎药包,双手交换 缓缓放开麻绳,1 人拿炮棍慢慢压送药包,使药包逐 步下到炮孔底部,直至绳索上的标记到炮孔口,若 在±10 cm,则即认可药包已就位。 炮棍也为PVC 管,每根管长4 m,每根有一端为 扩口式,由此PVC 管间可相互直插式联接,以达到 所需的炮棍长度。每个炮孔装药完成后,炮棍可拆 卸收回。 4.5 爆破效果检测 爆破完成后需在爆破区域取芯检验爆破效果, 是否能满足盾构掘进要求。取芯孔布孔方法为:在 同次爆破中相邻两排爆破孔的中间交错布孔(避开 原爆破孔)。 4.6 区间孤石、基岩凸起处理完成后原地面处理 因区间孤石及基岩处理爆破施工后,地下土体 铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 ) 513 ·其 他· 松动,路面破坏,首先对爆破区域采取钻孔注浆,水 泥浆液比重1∶1,钻孔间距与原爆破钻孔间距一致, 钻孔深度比原爆破钻孔深度深1.0 m。注浆完成后 对原地面进行恢复,如果是路面,则根据现场情况 对爆破区域1 ~3 m 范围内的路面进行切割清理,重 新施作路基路面结构。 5 结束语 针对厦门市地铁莲~莲区间“上软下硬”、孤石 较多、施工环境复杂的特殊地质类型的施工难点, 为确保盾构机顺利通过,采取了爆破法进行处理, 确保施工安全、节约成本、缩短工期、保证质量的效 果。为我们以后城市地铁的孤石及基岩凸起处理 施工积累了施工经验,提供了成熟的可操作性强的 施工方法。 参考文献 [1] 顾毅成,史雅语,金骥良.工程爆破安全[M].合肥:中 国科学技术大学出版社,2009. [2] 郭兴明.爆破安全技术[M].北京:化学工业出版社,2009. [3] 郭峰,张志毅,邓志勇.电雷管起爆网路拒爆问题的探 讨[A].中国爆破新技术Ⅱ[C].2008. [4] 付天杰.城镇控制爆破的强力炮被覆盖技术[A].第八届 全路工程爆破学术会议铁道工程爆破论文集[C].2009. [5] 郭声琨,汪旭光,陈积松.中国工程爆破的成就与发展 战略[J].工程爆破,1999,5(4):1 -7. [6] 汪旭光,刘殿书,周家汉,等.中国工程爆破新进展 [A].中国爆破新技术Ⅱ[C].2008. [7] 张志呈.工程爆破的控制[J].地下空间与工程学报, 2013,9(5):1208 -1214. [8] GB 6722 -2011 爆破安全规程[S]. [9] 黄宏伟,叶永峰,胡群芳.地铁运营安全风险管理现状 分析[J].中国安全科学学报,2008(7):55 -62. [10]韩煊,刘%炜,Jamie R.Standing.隧道下穿既有线的 案例分析与沉降分析方法[J].土木工程学报,2012 (1):134 -141. [11]朱祖熹.上海地铁一号线工程防水得失谈[J].中国建 筑防水,1996(6):1 -5. [12]黄腾,孙景领,陶建岳,等.地铁隧道结构沉降及分析[J]. 东南大学学报:自然科学版,2006,36(2): 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 262 -266. (上接第509 页) (5)运输作业时运输桁架与模块运输车进行可 靠连接、固定,车速放缓,防止倾覆。 (6)移位时应进行监测,及时纠正偏位,防止偏 位过大[10]。为了确保建筑物平移过程中的结构安 全和移动平稳,必须对平移过程进行实时动态和静 态监测[11]。 8 结束语 钢结构以其结构轻、跨度大、施工进度快、投资 收益快以及美观的特点,在大跨度建筑物中愈来愈 被广泛应用[12]。BRT 整体平移技术是解决长跨度 构件整体平移的有效方法之一,通过牵引力、抗倾 覆验算等,辅以严谨的实际操作,成功实践将60 m 长构件整体平移400 m,填补了疆内构(建)筑整体 平移技术的空白(新疆建委评为新疆首创),可以为 类似工程提供借鉴经验。 参考文献 [1] 张鑫,徐向东,都爱华.国外建筑物整体平移技术的进 展[J].工业建筑,2002,32(7):1 -3. [2] 张天宇.建筑物整体平移中的动力分析[J].福建建设 科技,1998(4):4 -5. [3] 卫龙武,吴二军,李爱群,等.江南大酒店整体平移工 程的关键技术[J].建筑结构,2001,31(12):6 -7. [4] 张鑫.建筑物整体平移技术的发展综述[J].山东建筑 工程学院学报,2005,20(12):79 -80. [5] 徐祥兴,阎志泉,徐磊铭.大型钢框架整体液压连续平 移技术[J].施工技术,2007,36(6):31. [6] 高利军.房屋整体平移技术研究[J].河北建筑工程学 院学报,2013,31(12):21 -22. [7] 厉亚宁.“四合一”重整炉整体平移技术[J].石油化工 设备技术,2010,31(3):41 -42. [8] 舒建平.1000t 级高速铁简支槽型梁运架装备研制概 要[J].铁道建筑技术,2015(8):107. [9] 黄耀怡,余春红.论我国大吨位轮胎式运梁车的发展 与创新之路[J].铁道建筑技术,2015(9):1. [10]刘富勤,王绪民.整体平移技术在城区改造中的应用 [J].建筑技术开发,2007,34(10):74 -75. [11]余同锦,刘志勇,戴靠山.建筑物整体平移技术在城市 改造中的应用[J].山西建筑,2005,31(5):72 -73. [12]付汉江.脚手架整体平移技术[J].山西焦煤科技, 2005,2(2):45 -46. 514 铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 )
您可能关注的文档
- 阿尔及利亚175铁路项目深路堑边坡研究.pdf
- 按法国规范的泥灰岩鉴别及其在路基工程中应用.pdf
- 暗挖车站洞桩法下穿桥梁关键措施研究.pdf
- 阿尔及利亚东西高速公路M3标段边坡系统防护研究.pdf
- 饱水粉砂地层盾构穿越既有建筑群施工技术探讨.pdf
- 贝雷片联合三角悬挑支架在软基处悬臂梁施工中的应用.pdf
- 边坡加筋技术在十堰北站场坪高填方边坡工程中的应用.pdf
- 薄壁筒桩复合地基在铁路深厚软基加固中的试验研究.pdf
- 滨北线松花江公铁两用桥改建工程总体设计.pdf
- 波形钢腹板体外预应力箱梁在新密溱水路大桥中的应用.pdf
- 步履式顶推钢箱梁高位落梁技术研究.pdf
- 藏区高速复杂地质条件下古堰塞湖沉积物特征研究.pdf
- 草原地区铁路建设对环境的影响探析.pdf
- 敞开式 TBM 厚板窄间隙 MAG 焊工艺研究.pdf
- 敞开式钢管-混凝土桁架组合梁施工技术.pdf
- 敞开式TBM在软弱围岩中掘进反力保障措施.pdf
- 超大板式转换层分层施工技术.pdf
- 超大截面劲性砼结构施工技术.pdf
- 超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算.pdf
- 超大直径泥水盾构机始发技术.pdf
- awang118
- 该用户很懒,什么也没介绍
