[发明专利]紧贴地下既有构筑物硬岩隧道混合爆破的综合减震方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合控制爆破方法，更具体地说针对紧贴既有构筑物下硬岩地层中施工隧道实施的混合爆破综合减振方法，是为了降低爆破振动和爆破冲击波对地下既有结构物的损害。

背景技术

随着我国经济的发展，城市化进程的加快，我国大城市土地资源日趋紧缺，开发地下空间是必然选择，地下空间开发朝立体交叉方向发展。在既有地下构筑物下再进行地下空间开发越来越普遍，当既有地下构筑物下建设新构筑物时需进行爆破作业，如何避免爆破振动和爆破冲击波对既有构筑物的损害、加快工程进度，是在既有地下构筑物下进行地下空间再开发亟待解决的一项重要课题。

青岛作为重要的旅游城市，地下空间开发也越来越多，地下空间立体交叉也经常性发生，而青岛繁华的老城区地表土层浅、地下岩层主要为弱风化的硬质花岗岩，在花岗岩岩层进行爆破作业时，炸药单耗大、爆破产生的震动和冲击波作用明显。由中铁四局承建的青岛地铁3号线一期工程1标段青岛站西端暗挖段紧贴已完工的地铁2号线和地下商场底板，在进行爆破施工时必须控制爆破振动和爆破冲击波的有害效应，保证地铁2号线和地下商场的安全。

按已有的设计，该段范围爆破振速需要控制在1.5cm/s以内，但实际施工中无法达到，根据专家论证的结果，对青岛地铁3号线青岛站站西端暗挖下穿既有2号线及地下商场，爆破振速控制在4.0cm/s以内可以保证混凝土结构安全。但是，由于西端暗挖为车站、平顶暗挖结构，紧贴既有2号线及地下商场底板，采用一般炸药施工时爆破振速仍然达不到要求，且当既有构筑物距离钻爆孔过近时，爆破冲击波同样会破坏既有构筑物；虽然可以采用岩石金属膨胀剂进行静态爆破，但静态爆破金属膨胀剂在十多个小时后才开始发挥作用，其循环时间长、费用相当高，难以实际应用。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种紧贴地下既有构筑物硬岩隧道混合爆破的综合减震方法，以保证在硬岩地层中紧贴既有地下构筑物进行开挖时爆破振振速符合要求、爆破冲击波不对其产生破坏，且保证工程进度。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明紧贴地下既有构筑物硬岩隧道混合爆破的综合减震方法的特点是：在既有构筑物的既有结构底板的下方，朝向深度方向将爆破作业面依次划分区域为：金属膨胀爆破区、乳化炸药掏槽区和乳化炸药爆破区。

本发明紧贴地下既有构筑物硬岩隧道混合爆破的综合减震方法的特点也在于：

所述金属膨胀爆破区是处在距既有结构底板以下的3m深度范围之内；所述乳化炸药掏槽区是处在距金属膨胀爆破区以下的1m深度范围之内；所述乳化炸药爆破区是处在距乳化炸药掏槽区以下的4m深度范围之内。

在距所述既有结构底板下方的150mm位置处形成有一排与所述既有结构底板相平行的隔振孔，所述隔振孔的间距为150mm、孔径为50mm、孔深为1500mm。

对于所述金属膨胀爆破区是在全断面一次打孔完成后按分层和分次的起爆顺序进行装药起爆，设置一次串联起爆的金属膨胀剂的支数不大于五；所述乳化炸药掏槽区和乳化炸药爆破区的单响药量不大于0.15kg。

所述分层和分次的起爆顺序是指：对于形成在金属膨胀爆破区的全断面上的炮孔，按自底层向顶层的逐层起爆顺序，并在每层炮孔中按先中间后一侧再另一侧的逐次起爆顺序。

本发明紧贴地下既有构筑物硬岩隧道混合爆破的综合减震方法的特点是按如下步骤作业：

步骤1、在金属膨胀爆破区的全断面上自上而下钻孔形成与既有结构底板相平行的金属膨胀爆破区炮孔；

步骤2：在乳化炸药掏槽区中一次钻孔分别形成掏槽区炮眼和掏槽区中空孔；随后按自中心向两侧依次实施爆破的方式形成乳化炸药掏槽区；

步骤3，在金属膨胀剂爆破区中，针对已形成的金属膨胀爆破区炮孔按分层和分次的起爆顺序进行装药起爆，形成金属膨胀剂爆破区；

步骤4，按常规方式实施乳化炸药爆破区的爆破施工。

本发明紧贴地下既有构筑物硬岩隧道混合爆破的综合减震方法的特点还在于：所述步骤2中按自中心向两侧依次实施爆破的方式形成乳化炸药掏槽区是按如下过程进行：

第1次爆破：在乳化炸药掏槽区的中部围绕掏槽区中空孔逐孔微差起爆，形成中部掏槽区；

第2次爆破，向所述中部掏槽区的两侧进行首次扩槽爆破，首次扩槽爆破是自中部掏槽区形成的临空面逐渐向两侧进行逐孔微差爆破，形成位于中部掏槽区两侧的第一道扩槽区；