CN110332861A - 城市地铁复杂环境控制爆破施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，该施工方法先将隧道划分为多个施工区间，其中在每一施工区间划分为上台阶、中台阶和下台阶三个爆破区域，而后在中台阶开挖楔形槽，再依次在中台阶、上台阶和下台阶进行爆破施工，以完成该施工区间的区间施工。本发明提供的方法通过开设楔形槽创造临空面、划分爆破区域以及优化各爆破区域的施工顺序，并针对各爆破区域的特点制定相应的爆破方法以及爆破参数，能够减小爆破飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音等对隧道支护结构及施工场地周边正常社会活动造成的影响，保护周边建构筑物及地铁支护体系，有效控制围岩稳定，防止渗水现象发生。

Description

城市地铁复杂环境控制爆破施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程施工领域，具体地，涉及一种城市地铁复杂环境控制爆破施工方法。

背景技术

随着国民经济建设蓬勃发展和爆破技术日趋成熟，工程爆破越来越广泛地应用于国民经济建设的各个领域。

随着城市轨道交通建设的全面发展，地铁施工石方工程越来越多，工程爆破也开始逐渐在地铁施工中使用。地铁隧道工程的地质条件及地面环境条件复杂，隧道埋深浅，下穿地面建构筑物多。传统的爆破方法产生的爆破飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音等对周边社会环境影响较大，对周边建构筑物及地铁支护体系有一定的破坏风险，施工成本高、环境污染大。

发明内容

针对现有技术中地铁爆破施工产生的爆破飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音等对周边社会环境影响较大，对周边建构筑物及地铁支护体系有一定的破坏风险，施工成本高、环境污染大的技术问题，本发明提供了一种城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，采用该方法能够减小爆破飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音等对隧道支护结构及施工场地周边正常社会活动造成的影响，有效控制围岩稳定，防止渗水现象发生。

为实现上述目的，本发明提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法包括以下步骤：沿隧道轴线将隧道划分为多个施工区间；分别在每一施工区间进行区间施工，其中对于每一施工区间：将该施工区间由上而下划分为上台阶、中台阶和下台阶三个爆破区域；在所述中台阶开挖楔形槽，所述楔形槽的中线在隧道横截面上的投影与所述隧道的隧道中线在所述隧道横截面上的投影重合；依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工，以完成该施工区间的区间施工。

进一步地，所述依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工，包括：分别在所述上台阶、所述中台阶和所述下台阶开设多个炮孔；在每一台阶的炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管；将所述雷管连接至爆破母线，依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工。

进一步地，所述在所述上台阶开设多个炮孔，包括：在所述上台阶的底部中心位置与所述隧道的轮廓线之间确定多条上台阶开孔线，所述上台阶开孔线的构型与所述轮廓线的构型吻合；沿所述上台阶开孔线在所述上台阶开设多个炮孔。

进一步地，所述在所述中台阶开设多个炮孔，包括：将所述中台阶由上至下划分为中央爆破区和边界爆破区；在所述中央爆破区确定多条中央开孔线，所述中央开孔线在所述隧道横截面的投影为竖直线；在所述边界爆破区确定边界开孔线，所述边界开孔线在所述隧道横截面上的投影为水平直线；分别沿所述中央开孔线和所述边界开孔线在所述中台阶开设多个炮孔。

进一步地，所述在所述下台阶开设多个炮孔，包括：将所述下台阶划分为靠近隧道轮廓线的两个边线爆破区和位于所述两个边线爆破区中间的中间爆破区；在所述中间爆破区确定多条水平的中间爆破线；在所述边线爆破区确定多条竖直的边线爆破线；分别沿所述中间爆破线和所述边线爆破线在所述下台阶开设多个炮孔。

进一步地，所述在所述上台阶的炮孔中装入不同段位的雷管，包括：由所述上台阶的底部中心位置至所述轮廓线，按照由小至大的段位安装所述雷管。

进一步地，所述在所述中台阶炮孔中装入不同段位的雷管，包括：在所述中央爆破区和所述边界爆破区由所述中台阶的中线至隧道轮廓线，均按照由小至大的段位安装所述雷管。

进一步地，所述在所述下台阶炮孔中装入不同段位的雷管，包括：在所述中间爆破区由上至下，按照由小至大的段位安装所述雷管；在所述边线爆破区由所述隧道中线至所述隧道轮廓线，按照由小至大的段位安装所述雷管，且所述边线爆破区的雷管的段位大于所述中间爆破区的雷管的段位。

进一步地，所述在所述炮孔中装入爆破材料，包括：从所述炮孔的炮孔底至炮孔口依次装填第一水袋、炸药、第二水袋和炮泥。

进一步地，所述将所述雷管连接至爆破母线，包括：分别将所述上台阶、所述中台阶和所述下台阶划分为多个爆破连线区；依次将所述爆破连线区的雷管连接至所述爆破母线。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，将隧道划分为多个施工区间，分别在每一施工区间进行区间施工，其中先在每一施工区间内划分为上台阶、中台阶和下台阶三个爆破区域，而后在中台阶开挖楔形槽，再依次在中台阶、上台阶和下台阶进行爆破施工，以完成该施工区间的区间施工。本发明提供的方法通过开设楔形槽创造临空面、划分爆破区域以及优化各爆破区域的施工顺序，并针对各爆破区域的特点制定相应的爆破方法以及爆破参数，能够减小爆破飞石、地震波、空气冲击波、爆破噪音等对隧道支护结构及施工场地周边正常社会活动造成的影响，保护周边建构筑物及地铁支护体系，有效控制围岩稳定，防止渗水现象发生。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法中爆破区域的示意图；

图3为本发明实施例提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法中楔形槽的示意图；

图4为本发明实施例提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法中的爆破材料的示意图；

图5为本发明实施例提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法中的上台阶的爆破连线区的示意图；

图6为本发明实施例提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法中的中台阶的爆破连线区的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1至图3，本发明实施例提供一种城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，该方法包括以下步骤：S101：沿隧道轴线将隧道划分为多个施工区间；S102：分别在每一施工区间进行区间施工，其中对于每一施工区间：将该施工区间由上而下划分为上台阶、中台阶和下台阶三个爆破区域；在所述中台阶开挖楔形槽，所述楔形槽的中线在隧道横截面上的投影与所述隧道的隧道中线在所述隧道横截面上的投影重合；依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工，以完成该施工区间的区间施工。

具体地，本发明实施方式中，先沿隧道轴线将隧道划分为多个施工区间，分别在每一施工区间进行区间施工。在每一施工区间内先将该施工区间由上而下划分为上台阶、中台阶和下台阶三个爆破区域，之后在中台阶开设楔形槽，形成一定深度、长度的沟槽，在楔形槽两侧的槽壁形成临空面。接着通过临空面在中台阶进行爆破施工，临空面能够控制飞石的方向，在爆破施工时飞石会飞向与临空面垂直的方向，避免飞石飞向支护结构，保证开挖面的稳定性及隧道的作业安全，确保隧道内支护结构的正常使用。接着以上台阶与中台阶的相邻面作为上台阶爆破施工的临空面进行上台阶的爆破施工，随后以下台阶与中台阶的相邻面作为下台阶爆破施工的临空面进行下台阶的爆破施工。

根据本发明提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，以创造临空面的方式来改变飞石的飞行方向，保证了开挖面的稳定性及隧道的作业安全，同时细分了爆破区域，并且优化了各爆破区域的施工顺序，能够减小地震波、空气冲击波以及爆破噪音对隧道支护结构及施工场地周边正常社会活动造成的影响，保护周边建构筑物及地铁支护体系，有效控制围岩稳定，防止渗水现象发生。

进一步地，所述依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工，包括：分别在所述上台阶、所述中台阶和所述下台阶开设多个炮孔；在每一台阶的炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管；将所述雷管连接至爆破母线，依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工。

具体地，本发明实施方式中，首先使用全站仪精确测出开挖轮廓线，然后用钢卷尺标定出钻孔位置。为保证岩石不侵线，隧道两侧起钻点设置在轮廓边线外10cm处，并用红油漆在岩石上标出起钻位置和钻孔深度控制线。分别在上台阶、中台阶和下台阶开设多个炮孔，在每一台阶的炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管，再将雷管连接至爆破母线，依次在中台阶、上台阶和下台阶进行爆破施工。

通过本发明提供的城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，在每一台阶的炮孔中，通过装入不同段位的雷管，在爆破时形成延迟爆破，使得爆破振速得以控制，避免了因爆破振速超标而造成的周边建构筑物沉降，减少了在同一时刻的地震波、空气冲击波和爆破噪音等对隧道支护结构及施工场地周边正常社会活动造成的影响，保护周边建构筑物及地铁支护体系。

进一步地，所述在所述中台阶开设多个炮孔，包括：将所述中台阶由上至下划分为中央爆破区和边界爆破区；在所述中央爆破区确定多条中央开孔线，所述中央开孔线在所述隧道横截面的投影为竖直线；在所述边界爆破区确定边界开孔线，所述边界开孔线在所述隧道横截面上的投影为水平直线；分别沿所述中央开孔线和所述边界开孔线在所述中台阶开设多个炮孔。

进一步地，所述在所述中台阶炮孔中装入不同段位的雷管，包括：在所述中央爆破区和所述边界爆破区由所述中台阶的中线至隧道轮廓线，均按照由小至大的段位安装所述雷管。

具体地，本发明实施方式中，开挖出楔形槽之后，将中台阶由上至下划分为中央爆破区和边界爆破区，在中央爆破区确定多条中央开孔线，中央开孔线在隧道横截面的投影为竖直线。在边界爆破区确定边界开孔线，该边界开孔线在隧道横截面上的投影为水平直线。之后按照一定的间隔依次沿中央爆破区和边界爆破区开设多个炮孔。

开设炮孔之后，用钢筋弯制的炮钩和小直径的高压风管输入高压风将炮孔内的石屑刮出和吹净，在炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管。在中央爆破区和边界爆破区的隧道中线附近装入小段位的雷管，在靠近隧道轮廓线附近装入大段位的雷管，在进行中台阶爆破时，靠近隧道中线的开孔线上的炮孔先开始爆破，为相邻的靠近隧道轮廓线的外侧炮孔创造临空面，接着该相邻的靠近隧道轮廓线的外侧炮孔爆破，继续为更外侧的炮孔创造临空面，依次进行爆破，直至完成中台阶的爆破施工。

通过本发明提供的方法，在中台阶以延迟爆破的方式创造临空面改变飞石的飞行方向，保证了开挖面的稳定性及隧道的作业安全，同时延迟爆破还能够减小地震波、空气冲击波以及爆破噪音对隧道支护结构及周边社会活动造成的影响，有效控制围岩稳定。

进一步地，所述在所述上台阶开设多个炮孔，包括：在所述上台阶的底部中心位置与所述隧道的轮廓线之间确定多条上台阶开孔线，所述上台阶开孔线的构型与所述轮廓线的构型吻合；沿所述上台阶开孔线在所述上台阶开设多个炮孔。

进一步地，所述在所述上台阶的炮孔中装入不同段位的雷管，包括：由所述上台阶的底部中心位置至所述轮廓线，按照由小至大的段位安装所述雷管。

具体地，本发明实施方式中，在上台阶的底部中心位置与隧道的轮廓线之间确定多条弧线状的上台阶开孔线，并沿上台阶开孔线以一定间隔开设多个炮孔。开设炮孔之后，用钢筋弯制的炮钩和小直径的高压风管输入高压风将炮孔内的石屑刮出和吹净，在炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管。

在靠近上台阶的底部中心位置装入小段位的雷管，在靠近隧道轮廓线附近装入大段位的雷管，在进行上台阶爆破时，底部中心位置先开始爆破，为相邻的靠近隧道轮廓线的外侧炮孔创造临空面，接着该相邻的靠近隧道轮廓线的外侧炮孔爆破，继续为更外侧的炮孔创造临空面，依次进行爆破，直至完成上台阶的爆破施工。

采用本发明提供的方法，通过延迟爆破在上台阶的每次爆破时为下一次爆破创造临空面，改变了飞石的飞行方向，提高了开挖面的稳定性及隧道的作业安全，同时将上台阶分为多次爆破能够减小同一时刻爆破产生的地震波、空气冲击波以及爆破噪音对隧道支护结构及周边社会活动造成的影响，有效维护隧道内围岩的稳定性，减少隧道开裂、沉降。

进一步地，所述在所述下台阶开设多个炮孔，包括：将所述下台阶划分为靠近隧道轮廓线的两个边线爆破区和位于所述两个边线爆破区中间的中间爆破区；在所述中间爆破区确定多条水平的中间爆破线；在所述边线爆破区确定多条竖直的边线爆破线；分别沿所述中间爆破线和所述边线爆破线在所述下台阶开设多个炮孔。

进一步地，所述在所述下台阶炮孔中装入不同段位的雷管，包括：在所述中间爆破区由上至下，按照由小至大的段位安装所述雷管；在所述边线爆破区由所述隧道中线至所述隧道轮廓线，按照由小至大的段位安装所述雷管，且所述边线爆破区的雷管的段位大于所述中间爆破区的雷管的段位。

具体地，本发明实施方式中，先将下台阶划分为中间爆破区和边线爆破区，中间爆破区位于下台阶的中心位置，边线爆破区靠近隧道轮廓线。在中间爆破区确定多条水平的中间爆破线，在边线爆破区确定多条竖直的边线爆破线，分别沿中间爆破线和边线爆破线开设多个炮孔。并用钢筋弯制的炮钩和小直径的高压风管输入高压风将炮孔内的石屑刮出和吹净，在炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管。

在中间爆破区由上至下，按照由小至大的段位安装雷管，在进行下台阶爆破时，位于上方的中间爆破线的炮孔开始爆破，为下方的中间爆破线的炮孔创造临空面，接着该下方的中间爆破线的炮孔爆破，继续为下方的中间爆破线的炮孔创造临空面，依次进行爆破，直至完成中间爆破区的爆破施工。

在边线爆破区由内至外，按照由小至大的段位安装雷管。边线爆破区的雷管段位大于中间爆破区的雷管段位，边线爆破区可以利用中间爆破区爆破形成的临空面，先对靠近隧道中线的炮孔进行爆破，再由内至外对靠近轮廓线的炮孔进行爆破。

通过本发明提供的方法，通过安装不同段位的雷管在下台阶创造多个临空面，能够改变飞石的飞行方向，保证隧道的作业安全和隧道内支护体系的稳定，同时多次爆破，还可以减小爆破振速，避免了因爆破振速超标而造成的周边建构筑物沉降，减少了在同一时刻的地震波、空气冲击波和爆破噪音等对隧道支护结构及施工场地周边正常社会活动造成的影响。

进一步地，所述在所述炮孔中装入爆破材料，包括：从所述炮孔的炮孔底至炮孔口依次装填第一水袋、炸药、第二水袋和炮泥。

请参考图4，具体地，本发明实施方式中，炮孔的炮孔底至炮孔口依次装填第一水袋、炸药、第二水袋和炮泥。在爆破时利用水袋内水分子形成的水楔作用，可以减小爆破后围岩碎石的粒径，方便装运碎石。同时水袋还能够减少爆破后掌子面的温度，控制爆破粉尘的浓度，减少环境污染。

进一步地，所述将所述雷管连接至爆破母线，包括：分别将所述上台阶、所述中台阶和所述下台阶划分为多个爆破连线区；依次将所述爆破连线区的雷管连接至所述爆破母线。

具体地，本发明实施方式中，为保证起爆网络的可靠性，爆破连线区内的连线应小于20条。每一爆破连线区连线之后将该爆破连线区内的连线捆扎成束，待所有爆破连线区分束连线完成后，将各束拉起，检查掌子面上是否还有未连接或松动的连线。如发现应立即将其接进网络。网络连好后，需专人负责检查核实，经检查符合要求时方可进行引爆。请参考图5和图6，在中台阶和下台阶可以划分为多个规则块状或者条状的爆破连线区，在上台阶可以划分为多个规则块状、条状或者树状的爆破连线区。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种城市地铁复杂环境控制爆破施工方法，其特征在于，所述方法包括：

沿隧道轴线将隧道划分为多个施工区间；

分别在每一施工区间进行区间施工，其中对于每一施工区间：

将该施工区间由上而下划分为上台阶、中台阶和下台阶三个爆破区域；

在所述中台阶开挖楔形槽，所述楔形槽的中线在隧道横截面上的投影与所述隧道的隧道中线在所述隧道横截面上的投影重合；

依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工，以完成该施工区间的区间施工。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工，包括：

分别在所述上台阶、所述中台阶和所述下台阶开设多个炮孔；

在每一台阶的炮孔中装入爆破材料和不同段位的雷管；

将所述雷管连接至爆破母线，依次在所述中台阶、所述上台阶和所述下台阶进行爆破施工。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述上台阶开设多个炮孔，包括：

在所述上台阶的底部中心位置与所述隧道的轮廓线之间确定多条上台阶开孔线，所述上台阶开孔线的构型与所述轮廓线的构型吻合；

沿所述上台阶开孔线在所述上台阶开设多个炮孔。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述中台阶开设多个炮孔，包括：

将所述中台阶由上至下划分为中央爆破区和边界爆破区；

在所述中央爆破区确定多条中央开孔线，所述中央开孔线在所述隧道横截面的投影为竖直线；

在所述边界爆破区确定边界开孔线，所述边界开孔线在所述隧道横截面上的投影为水平直线；

分别沿所述中央开孔线和所述边界开孔线在所述中台阶开设多个炮孔。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述下台阶开设多个炮孔，包括：

将所述下台阶划分为靠近隧道轮廓线的两个边线爆破区和位于所述两个边线爆破区中间的中间爆破区；

在所述中间爆破区确定多条水平的中间爆破线；

在所述边线爆破区确定多条竖直的边线爆破线；

分别沿所述中间爆破线和所述边线爆破线在所述下台阶开设多个炮孔。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述上台阶的炮孔中装入不同段位的雷管，包括：

由所述上台阶的底部中心位置至所述轮廓线，按照由小至大的段位安装所述雷管。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述中台阶炮孔中装入不同段位的雷管，包括：

在所述中央爆破区和所述边界爆破区由所述中台阶的中线至隧道轮廓线，均按照由小至大的段位安装所述雷管。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述下台阶炮孔中装入不同段位的雷管，包括：

在所述中间爆破区由上至下，按照由小至大的段位安装所述雷管；

在所述边线爆破区由所述隧道中线至所述隧道轮廓线，按照由小至大的段位安装所述雷管，且所述边线爆破区的雷管的段位大于所述中间爆破区的雷管的段位。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述炮孔中装入爆破材料，包括：

从所述炮孔的炮孔底至炮孔口依次装填第一水袋、炸药、第二水袋和炮泥。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述雷管连接至爆破母线，包括：

分别将所述上台阶、所述中台阶和所述下台阶划分为多个爆破连线区；

依次将所述爆破连线区的雷管连接至所述爆破母线。