中铁四局集团城市轨道交通工程分公司
摘要:要想实现对于城市地下爆破振速的严格控制,就要从实际入手,依据现实的情况进行合理的方案选择,减少可能出现的不良情况,保证爆破振速的安全。
关键词:城市地下;爆破振速;孔外延迟
城市处于繁华地段,为了确保城市建设的稳定运行,需要对地下爆破振速进行合理的控制。唯有依照相关控制原则,制定符合现实的基本方案,才能够将爆破振速稳定在一定的标准之中,进而为城市开发创造条件。本文选取温涌路站~24#中间风井区间矿山法隧道为案例,通过研究该隧道的爆破振速,来为解决相关的控制问题提出可行性建议。
一、工程概况
温涌路站~24#中间风井区间矿山法隧道,起止里程左线为ZDK54+529.436~ZDK55+495.956长为966.52m,右线为YDK54+529.436~YDK55+501.426长为971.99m。区间沿线建筑物有广深高速、汉普密封件有限公司、正新公司办公楼、西州5号漂染厂、西州6号漂染厂、鹤泉大厦、依家裕宾馆、妇疗康医药房、新塘女子医院和新建辉服装厂等。周围环境中地下水源的主要组成是基岩石的裂隙水源,其中主要的水层可以划分为强度、中度等不同的风化岩带。这种类型的水源,由于地层的分布具有绵延的特征,普遍具有较高的厚度,因而属于弱性到中性的渗透性水层。场地地下水埋深0.80m~5.80m,稳定水位标高为3.89~11.70m。该施工段爆破下穿房屋众多,隧道埋深浅,控制爆破振速对房屋的影响极为重要。
二、爆破振速控制技术
城市地下爆破振速控制技术的发展不仅可以在城镇进行爆破作业,还能在建筑物内部进行室内的作业,既能有效缩短工期,又能节约成本。因为地下结构具有复杂多样性,所以为减少施工进程中的危险,降低浪费,需要,对城市地下爆破振速进行一系列的控制,来减少危险。本文结合了相关理论与实际,提出了下列举措来提升控制的安全性。
1、编制原则
(1)要切实的按照相关的设计原理与合同等规范性文件,并且严格履行一系列的条款与规则。
(2)采用监控量测措施和信息反馈系统指导施工,确保施工安全、环境安全及周边建筑物安全。
(3)要选择合适的引爆方案,力图来实现真正减少工程的爆破振动危害相关设施的程度,为进一步完善相关的安全设置,需要防止有可能出现的所有问题。
2、遵循相关原理
要真正的按照之前安排好的设计法则与原理,施工单位要遵守预先设置的控制规则来实施控制。在统一化工程爆破实施安排的前提下,要正确协调处理各个方案之间的关系,防止出现不必要的麻烦。还要运用不同的工程工具来进行地下设计的协调,更好的保障施工的稳定性。在隧道施工全过程中,应及时对不同环境进行反复的控制检测,依据不同地质的特征与环境的变迁,来跟进与调整设计方案。
根据公式可看出单段装药量与爆破振速的关系。
V-爆破振动质点振速,cm/s;
Q-炸药量,取最大一段爆破量,kg;
R-从被保护对象到爆破中心的距离,m;
K-与爆破地震波传播地段岩土特性等有关的系数;
α-爆破地震波衰减指数;
利用施工过程中爆破监测到的爆破振动数据,进行统计回归,计算出K=100;a=1.7。采用萨道夫斯基公式计算,在其他情况一样的时候,单段装药量与爆破振速的关系。得出单段最大药量参考数据:
依据国家《爆破安全规程》GB6722-2003,不同结构形式的建筑对爆破振速要求不同。设计蓝图要求“振速宜控制在2.5cm/s以内”[2],但项目部综合考虑现场施工因素后制定方案时采用2cm/s。
3.孔外延迟技术
对相同地质的一个断面进行爆破,在进尺相同的情况下,我们所需要使用的炸药总量一样。从萨道夫斯基公式我们可以看出,此时爆破振速只是与单段最大装药量有关系,单段装药量越大,爆破振速越大,单段装药量越小,爆破振速越小。要想减小爆破振速,就要减小单段装药量,我们可以采用增加雷管段位的办法。普通工程爆破,我们一般使用1~15段非电毫秒雷管,这样我们就只有15个段位,但采用孔外再进行延迟,我们就可以得到更多的段位。如3段的延迟为50ms,13段的延迟时间是650ms,14段的延迟时间是760ms,但如果我们在13段外面再接入一个3段的雷管,我们就可以得到一个50+650=700ms的延迟,相当于在13段和14段之间产生了一个新的段位,即增加了段位的数量,从而减小了单段装药量。在总药量一定的情况下,采用孔外延迟增加了雷管的段位,使得单段装药量减小,从而减小爆破振速,这就是孔外延迟的意义。
为了对比采用未孔外延迟和孔外延迟,通过TC-4850振速监测仪我们获得了采用未孔外延迟和孔外延迟爆破的波形图。
通过对比我们发现,未采用孔外延迟技术的爆破波形图里,我们只能发现8个波形图,最大峰值为2.1cm/s;采用孔外延迟技术,在波形图里,波的个数明显增加,最大峰值仅为1cm/s。
所以,采用孔外延迟技术,能够有效的较小爆破振速,确保下穿建筑物的安全。
结语:对于城市的地下而言,工程的成本与时间是重要的影响因素,为了切实促进爆破控制的有效性,施工单位要在各个领域中,安排进入多样化的相关新型的技术。要动用信息技术与科技来进行数据的解析与判断,在充分分析现有情况的基础上,进行合理的开发与预测,不断调整并完善原有计划,依据不同的现实状况来变化技术。借助多种新型的技术来实现对于地下爆破振速的控制。
总之:施工单位要想严格控制城市地下的爆破效果,就需要通过完善的举措来保证隧道爆破振速始终处于稳定的范围,这样,才能在为城市未来的建设奠定安全基础的同时,也为施工单位的经济化运行提供保障。
参考文献:
[1]李付胜.城市大跨度公路隧道爆破振动效应控制[J].西部探矿工程,2013,(29):129-130
[2]王延武,刘清泉,杨永琦.地面与地下工程控制爆破[J].控制爆破理论与实践,2011,(21):35-37