【摘要】 本文介紹了地鐵穿越管線地段爆破施工技術，文章著重介紹了爆破施工的工藝、及施工過程中爆破施工要求、要點及注意事項。
【關鍵詞】 管線 施工技術 爆破減震 爆破控制
1、工程概況
南關嶺站至華北路站區(qū)間設計范圍為DK3+114.101～DK4+072.076，右線長957.975m;左線長957.312m，含短鏈0.663m。本次設計為礦山法區(qū)間隧道主體土建工程。本區(qū)間位于華北路，場地西南高東北低，地形起伏較大，地面高程15.10～23.67m。
2、施工方案的選擇
1）本區(qū)間正線結(jié)構(gòu)上方零星分布2至3層樓房，該暗挖隧道施工段穿越華北路，路下管線較多，包含砼污水管道、天然氣管道、自來水管道、電信光纜等管線。根據(jù)施工情況，對建筑及管線提前布設監(jiān)測點，并進行監(jiān)測。
2）地下水水量中等-豐富，為基巖裂隙水。
3）巖溶中等發(fā)育，給隧道施工帶來較大困難。
南華區(qū)間大里程防線隧道所穿圍巖為Ⅴ級和Ⅵ級，隧道圍巖為中風化石灰?guī)r，局部夾強風化，巖體裂隙發(fā)育，溶洞發(fā)育，易產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。
3、 區(qū)間隧道鉆爆施工設計
3.1爆破施工原則
針對本區(qū)段暗挖隧道的環(huán)境特點、結(jié)構(gòu)特點、施工方法等，并綜合考慮鉆爆施工對隧道結(jié)構(gòu)及管線的影響，在保證施工安全的前提下，本著“短進尺，弱爆破，早封閉，勤量測”的原則，決定采用微差、分部、多段、多次弱爆破技術施工的減振措施。
3.2 爆破控制基準
根據(jù)《爆破安全規(guī)程》標準，結(jié)合設計變更及聯(lián)系單相關要求，煤氣管線及雨水管的爆破振速限制在4.0cm/s。
3.3爆破減震措施控制
3.3.1爆破地震效應安全標準
炸藥在巖石中爆炸時強烈的沖擊波和應力波，隨著傳播距離的增加，逐漸衰減為地震波，從而使爆區(qū)周圍建筑物出現(xiàn)破壞甚至倒塌現(xiàn)象，根據(jù)中國《爆破安全規(guī)程》（GB6722一2003）提出了爆破對建筑物和構(gòu)筑物的爆破振動安全標準判斷可采用保護對象所在地質(zhì)點峰值振動速度和主頻率的對應關系，以主振頻率的頻段確定相應的振動速度，并考慮了延時間隔的影響。
3.3.2爆破振動衰減規(guī)律
爆破地震效應是一個比較復雜的問題，它受多種因素的影響，如爆源的位置，裝藥量，爆破方式，傳播介質(zhì)和局部場地條件等，同時還與地基特性和約束條件以及施工質(zhì)量等因素有關。影響爆破震動強度的因素較多，最主要的有：藥量，包括總藥量和最大段齊發(fā)爆破藥量;距離（爆心到結(jié)構(gòu)點的水平距離）。
3.3.3爆破地震效應控制思路
在區(qū)間此段爆破施工中主要從以下幾個方面開展：
一、控制一次起爆的最大藥量，通過采用微差分段，減小最大起爆藥量，控制地震波強度。
二、從傳播途徑上隔震、減震。在主炮孔與開挖邊界之間打設減震孔，從傳播途徑上減震和消震。
可以采取以下措施：
（一）詳細調(diào)查管線埋深、材質(zhì)等，制定沿線盡可能大振動控制標準。
（二）合理布置周邊眼，即在左右線靠近管線一側(cè)打設加密的隔振孔以降低地震強度。
3.4爆破設計方案
3.4.1爆破設計方案選擇
本設計將依據(jù)線路管線附近的地質(zhì)狀況及減振要求，選用短進尺的臺階分部開挖法施工。
3.4.2爆破參數(shù)選擇、裝藥量計算、鉆孔設計、裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設計
（1）炸藥的選擇
本工程施工中選用防水效果好和有毒氣體生成量小的粉狀乳化炸藥，每卷重量150g。
（2）雷管起爆時差的選擇
根據(jù)本工程特點毫秒雷管爆破時間間隔為50～200ms時，效果較好。
（3）炮孔設計
①掏槽孔
為了達到減震的目的，選用楔形掏槽，充分利用楔形掏槽的易拋擲和減震作用與貫通掏槽的臨空面來最大限度地減輕震動。
孔深：考慮到掏槽孔只有一個臨空面，爆破條件較差，炮孔利用率低，故掏槽孔孔深取1.0m，水平角度65°，孔間距0.5m，排距1.6m。
輔助孔
孔間距：為了保證在施工期間煤氣管線不受影響，嚴格本著多打孔、少裝藥的原則，本次取0.6m。
周邊孔：
考慮區(qū)間拱頂埋深較淺，為了減少爆破對圍巖的擾動，所以在周邊先打設一圈加密隔振孔，隔孔裝藥，采用空氣間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)�？咨钊�0.7m，孔間距取0.4m。
每延米藥量：根據(jù)巖性，每延米裝藥量q=0.15～0.25kg/m。
（4） 裝藥結(jié)構(gòu)和填塞
掏槽孔和輔助孔采用反向不耦合連續(xù)裝藥，周邊孔采用反向不耦合中間空氣間隔裝藥。
（5）起爆方式及順序
考慮到華北路交通的重要性，及保證煤氣管線和雨水管不受爆破振動破壞，此次爆破方案上臺階進行孔外和孔內(nèi)延時爆破，在上臺階進行預裂爆破，并把左右部利用孔外延時降低最大單響藥量，最大限度的減小爆破振動速度，初步設計進尺0.5m，根據(jù)實時監(jiān)測及時調(diào)整參數(shù)，具體炮孔布置如圖所示，爆破順序如下：
①把上臺階分成左右兩部，兩個區(qū)域采用MS-2過渡（或采用左側(cè)Ms-3、右側(cè)MS-4段），利用孔外延時進行起爆，最大程度的降低單響藥量，起爆順序為：先周邊孔―中心孔―掏槽孔―輔助孔。（預裂爆破孔間隔孔裝藥）
② 下臺階采用多段微差弱爆破（松動）一次完成，嚴格控制住最大段的藥量。
3.5爆破地震波控制驗算
根據(jù)本區(qū)間已經(jīng)實施的爆破振動監(jiān)測經(jīng)驗可知，爆破開挖的最大振動速度值取決于某最大段裝藥量及炮孔布置、裝藥結(jié)構(gòu)。
進行預裂爆破時，測點振速大小，主要取決于炮孔起爆順序，一般擔當預裂的周邊孔的段別振速最大，而不完全取決于分段裝藥量的大小，因為預裂為掘進炮孔起到了減振作用。
3.6爆破安全距離計算
隧道開挖爆破中，掏槽孔最有可能產(chǎn)生危害性飛石，應特別注意其填塞質(zhì)量，并作飛石距離驗算。經(jīng)驗算，設計中可能產(chǎn)生的最大飛石距離35m。
3.7爆破減震措施
（1）采用分部、分臺階開挖，孔內(nèi)和孔外相結(jié)合微差爆破技術;
（2）采用多段位非電毫秒導爆管雷管，選擇科學合理的雷管起爆時差，增加起爆段數(shù)，降低同段起爆藥量;
（3）采用低密度、低爆速、低猛度、高爆炸力的乳化炸藥，嚴格控制裝藥量。
4、結(jié)論
在城市地鐵暗挖施工穿越地下管線過程中應注意的幾項問題：
4.1根據(jù)設計圖紙?zhí)峁┢矫婕翱v斷面圖紙、物探資料，進行現(xiàn)場風險源調(diào)查，詳細記錄地下管線的輸送介質(zhì)、材質(zhì)、規(guī)格、平面位置、埋深及與區(qū)間正線的相對位置，并對其進行風險等級評估、等級劃分;
4.2根據(jù)區(qū)間正線穿越的地下管線評估風險等級，結(jié)合該區(qū)段圍巖等級、地表附近的建構(gòu)筑物情況，制定專項施工方案，方案中應根據(jù)爆破規(guī)程及當?shù)亟ㄔO方對于爆破振速的限制要求，做好爆破參數(shù)設計，并根據(jù)現(xiàn)場爆破作業(yè)及監(jiān)測數(shù)據(jù)情況，不斷修正爆破參數(shù)。
4.3對爆破作業(yè)的各個環(huán)節(jié)，都要進行嚴格的控制，從穿孔角度、深度、清孔情況、裝藥結(jié)構(gòu)、炮孔填塞、到起爆網(wǎng)絡連接、起爆等，現(xiàn)場技術人員進行督查，檢查爆破效果。
4.4做好起爆過程中，對地下管線的爆破振速監(jiān)測，是否超建設單位及規(guī)程要求，超限時及時調(diào)整裝藥參數(shù)。
【關鍵詞】 管線 施工技術 爆破減震 爆破控制
1、工程概況
南關嶺站至華北路站區(qū)間設計范圍為DK3+114.101～DK4+072.076，右線長957.975m;左線長957.312m，含短鏈0.663m。本次設計為礦山法區(qū)間隧道主體土建工程。本區(qū)間位于華北路，場地西南高東北低，地形起伏較大，地面高程15.10～23.67m。
2、施工方案的選擇
1）本區(qū)間正線結(jié)構(gòu)上方零星分布2至3層樓房，該暗挖隧道施工段穿越華北路，路下管線較多，包含砼污水管道、天然氣管道、自來水管道、電信光纜等管線。根據(jù)施工情況，對建筑及管線提前布設監(jiān)測點，并進行監(jiān)測。
2）地下水水量中等-豐富，為基巖裂隙水。
3）巖溶中等發(fā)育，給隧道施工帶來較大困難。
南華區(qū)間大里程防線隧道所穿圍巖為Ⅴ級和Ⅵ級，隧道圍巖為中風化石灰?guī)r，局部夾強風化，巖體裂隙發(fā)育，溶洞發(fā)育，易產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。
3、 區(qū)間隧道鉆爆施工設計
3.1爆破施工原則
針對本區(qū)段暗挖隧道的環(huán)境特點、結(jié)構(gòu)特點、施工方法等，并綜合考慮鉆爆施工對隧道結(jié)構(gòu)及管線的影響，在保證施工安全的前提下，本著“短進尺，弱爆破，早封閉，勤量測”的原則，決定采用微差、分部、多段、多次弱爆破技術施工的減振措施。
3.2 爆破控制基準
根據(jù)《爆破安全規(guī)程》標準，結(jié)合設計變更及聯(lián)系單相關要求，煤氣管線及雨水管的爆破振速限制在4.0cm/s。
3.3爆破減震措施控制
3.3.1爆破地震效應安全標準
炸藥在巖石中爆炸時強烈的沖擊波和應力波，隨著傳播距離的增加，逐漸衰減為地震波，從而使爆區(qū)周圍建筑物出現(xiàn)破壞甚至倒塌現(xiàn)象，根據(jù)中國《爆破安全規(guī)程》（GB6722一2003）提出了爆破對建筑物和構(gòu)筑物的爆破振動安全標準判斷可采用保護對象所在地質(zhì)點峰值振動速度和主頻率的對應關系，以主振頻率的頻段確定相應的振動速度，并考慮了延時間隔的影響。
3.3.2爆破振動衰減規(guī)律
爆破地震效應是一個比較復雜的問題，它受多種因素的影響，如爆源的位置，裝藥量，爆破方式，傳播介質(zhì)和局部場地條件等，同時還與地基特性和約束條件以及施工質(zhì)量等因素有關。影響爆破震動強度的因素較多，最主要的有：藥量，包括總藥量和最大段齊發(fā)爆破藥量;距離（爆心到結(jié)構(gòu)點的水平距離）。
3.3.3爆破地震效應控制思路
在區(qū)間此段爆破施工中主要從以下幾個方面開展：
一、控制一次起爆的最大藥量，通過采用微差分段，減小最大起爆藥量，控制地震波強度。
二、從傳播途徑上隔震、減震。在主炮孔與開挖邊界之間打設減震孔，從傳播途徑上減震和消震。
可以采取以下措施：
（一）詳細調(diào)查管線埋深、材質(zhì)等，制定沿線盡可能大振動控制標準。
（二）合理布置周邊眼，即在左右線靠近管線一側(cè)打設加密的隔振孔以降低地震強度。
3.4爆破設計方案
3.4.1爆破設計方案選擇
本設計將依據(jù)線路管線附近的地質(zhì)狀況及減振要求，選用短進尺的臺階分部開挖法施工。
3.4.2爆破參數(shù)選擇、裝藥量計算、鉆孔設計、裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設計
（1）炸藥的選擇
本工程施工中選用防水效果好和有毒氣體生成量小的粉狀乳化炸藥，每卷重量150g。
（2）雷管起爆時差的選擇
根據(jù)本工程特點毫秒雷管爆破時間間隔為50～200ms時，效果較好。
（3）炮孔設計
①掏槽孔
為了達到減震的目的，選用楔形掏槽，充分利用楔形掏槽的易拋擲和減震作用與貫通掏槽的臨空面來最大限度地減輕震動。
孔深：考慮到掏槽孔只有一個臨空面，爆破條件較差，炮孔利用率低，故掏槽孔孔深取1.0m，水平角度65°，孔間距0.5m，排距1.6m。
輔助孔
孔間距：為了保證在施工期間煤氣管線不受影響，嚴格本著多打孔、少裝藥的原則，本次取0.6m。
周邊孔：
考慮區(qū)間拱頂埋深較淺，為了減少爆破對圍巖的擾動，所以在周邊先打設一圈加密隔振孔，隔孔裝藥，采用空氣間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)�？咨钊�0.7m，孔間距取0.4m。
每延米藥量：根據(jù)巖性，每延米裝藥量q=0.15～0.25kg/m。
（4） 裝藥結(jié)構(gòu)和填塞
掏槽孔和輔助孔采用反向不耦合連續(xù)裝藥，周邊孔采用反向不耦合中間空氣間隔裝藥。
（5）起爆方式及順序
考慮到華北路交通的重要性，及保證煤氣管線和雨水管不受爆破振動破壞，此次爆破方案上臺階進行孔外和孔內(nèi)延時爆破，在上臺階進行預裂爆破，并把左右部利用孔外延時降低最大單響藥量，最大限度的減小爆破振動速度，初步設計進尺0.5m，根據(jù)實時監(jiān)測及時調(diào)整參數(shù)，具體炮孔布置如圖所示，爆破順序如下：
①把上臺階分成左右兩部，兩個區(qū)域采用MS-2過渡（或采用左側(cè)Ms-3、右側(cè)MS-4段），利用孔外延時進行起爆，最大程度的降低單響藥量，起爆順序為：先周邊孔―中心孔―掏槽孔―輔助孔。（預裂爆破孔間隔孔裝藥）
② 下臺階采用多段微差弱爆破（松動）一次完成，嚴格控制住最大段的藥量。
3.5爆破地震波控制驗算
根據(jù)本區(qū)間已經(jīng)實施的爆破振動監(jiān)測經(jīng)驗可知，爆破開挖的最大振動速度值取決于某最大段裝藥量及炮孔布置、裝藥結(jié)構(gòu)。
進行預裂爆破時，測點振速大小，主要取決于炮孔起爆順序，一般擔當預裂的周邊孔的段別振速最大，而不完全取決于分段裝藥量的大小，因為預裂為掘進炮孔起到了減振作用。
3.6爆破安全距離計算
隧道開挖爆破中，掏槽孔最有可能產(chǎn)生危害性飛石，應特別注意其填塞質(zhì)量，并作飛石距離驗算。經(jīng)驗算，設計中可能產(chǎn)生的最大飛石距離35m。
3.7爆破減震措施
（1）采用分部、分臺階開挖，孔內(nèi)和孔外相結(jié)合微差爆破技術;
（2）采用多段位非電毫秒導爆管雷管，選擇科學合理的雷管起爆時差，增加起爆段數(shù)，降低同段起爆藥量;
（3）采用低密度、低爆速、低猛度、高爆炸力的乳化炸藥，嚴格控制裝藥量。
4、結(jié)論
在城市地鐵暗挖施工穿越地下管線過程中應注意的幾項問題：
4.1根據(jù)設計圖紙?zhí)峁┢矫婕翱v斷面圖紙、物探資料，進行現(xiàn)場風險源調(diào)查，詳細記錄地下管線的輸送介質(zhì)、材質(zhì)、規(guī)格、平面位置、埋深及與區(qū)間正線的相對位置，并對其進行風險等級評估、等級劃分;
4.2根據(jù)區(qū)間正線穿越的地下管線評估風險等級，結(jié)合該區(qū)段圍巖等級、地表附近的建構(gòu)筑物情況，制定專項施工方案，方案中應根據(jù)爆破規(guī)程及當?shù)亟ㄔO方對于爆破振速的限制要求，做好爆破參數(shù)設計，并根據(jù)現(xiàn)場爆破作業(yè)及監(jiān)測數(shù)據(jù)情況，不斷修正爆破參數(shù)。
4.3對爆破作業(yè)的各個環(huán)節(jié)，都要進行嚴格的控制，從穿孔角度、深度、清孔情況、裝藥結(jié)構(gòu)、炮孔填塞、到起爆網(wǎng)絡連接、起爆等，現(xiàn)場技術人員進行督查，檢查爆破效果。
4.4做好起爆過程中，對地下管線的爆破振速監(jiān)測，是否超建設單位及規(guī)程要求，超限時及時調(diào)整裝藥參數(shù)。
