1、地铁车站特大断面隧道爆破施工,本项目位于xx市北碚老城区，包括两座暗挖双层岛式车站（天生站、五路口站）及区间、施工通道、出入口、通风道和竖井。天生站位于北碚区老城天生路下大致呈南北向布置。沿街为大量8层居住楼。天生路为连接北碚新老城区的重要道路，道路较窄，车流量较大，交通比较拥挤。沿道路主要管线有通讯光缆、电力管、给排水管线等。五路口站位于北碚区的中山路上，紧邻北碚区老城的步行街，周边道路人与车流量较大。,一、工程概况,天生站,3#出入口,1#出入口,1#通风井,2#通风井,主车站,施工通道,施工区域,五路口站,天生站五路口站区间,五路口站终点区间,终点区间风井及地下风机房,4#出入口,2#出2、入口,1#通风井,2#通风井,主车站,施工通道,施工区域,勘察区原始地貌属构造剥蚀丘陵地貌，后经改造原始地貌已发生显著变化，形成城市居民建筑区和城市道路，地形较平缓。地形坡角一般在1左右，地面高程235240m，最大高差约5m。经地面地质调查和钻孔揭示，场地分布的地层为第四系全新统及侏罗系中统沙溪庙组地层，勘察区位于川东南弧形地带，华蓥山帚状褶皱束东南部的次一级构造北碚向斜东翼。岩层呈单斜产出。岩层产状：倾向285，岩层较平缓，倾角20。出露的地层由上而下依次可分为第四系全新统(Q4)和侏罗系中统沙溪庙组(J2s)沉积岩层。,二、工程地质,五路口站地质纵断面图,砂质泥岩：紫褐色，紫红色，泥状结3、构，泥质胶结，层状厚层状构造，主要由粘土矿物组成。表层强风化带一般厚度0.61.3m，强风化岩心呈碎块状；中风化岩心呈短柱状中长柱状，裂隙较发育。整个区间场地内均有分布。,天生站地质纵断面图,砂岩：灰白色为主，细粒中粒结构，中厚层状构造，钙质胶结。主要矿物成分有：石英、长石、云母。砂岩强风化层厚度0.11.3m，强风化岩心多呈黄灰色、浅灰色，碎块状、短柱状；中风化岩心呈短柱状中长柱状，裂隙较发育，完整性好，整个场地内均有分布。,共分为6个台阶,三、隧道开挖方法,最大开挖断面：车站区间342宽20.59m,高18.09m（6车道）车站主体326宽24.54m,高16.64m（5车道）,曲墙+仰拱4、的五心圆马蹄形的特大断面,采用新型起爆器材和爆破技术：电子雷管与非电毫秒雷管不受段别的限制，可以在不同时间一次起爆，最大限度的降低了爆破振动。不耦合装药：使炸药在大于其自身体积的范围内发生爆炸，可以降低爆轰波的传播速度，从而降低了爆轰波对炮孔壁的冲击强度，从根本上使爆破振动强度降低。改善光面爆破的起爆顺序：隧道采用光面爆破，周边眼最后采用同一段雷管一次起爆，以达到利用应力波叠加的原理破碎岩石。,四、爆破技术安全控制,微震爆破技术方法,为确保本项目隧道开挖施工安全，防止因开挖爆破引发对周边环境的影响，结合项目实际，采用光面控制爆破开挖技术。1)因隧道位于城市中心街区，爆破点距公路及居民区建筑物较5、近；2)隧道洞室岩性强度高，机械作业效率低下；3)宜在白天进行爆破作业，振速控制在1.01.5cm/s以内；4)原则上采用浅眼多循环、楔形掏槽进行施工；5)周边眼可采用机械钻孔，形成空腔阻隔震波，亦可有效降低振速6)爆破分区实行一次布孔、同时装药分段起爆。7)当分段药量不能满足要求时，则采用分次装药分次起爆。8)距建筑物10m范围内不允许爆破作业，采用机械破碎的方法；9)距建筑物基础底标高20m范围内的爆破，孔深不能超过1.5m；10)距离建筑物基础底标高30m范围内爆破，辅助手段可采用打设超前减震孔，周边打2-3排80孔径减震孔，孔间距10cm，排距15cm，孔深超过爆破孔深2.0m以上。,6、爆破施工的原则,四、爆破技术安全控制,1)炮眼深度确定车站主体以周边炮眼深度1.0m为循环进尺，掏槽眼加1020。根据现场施工方法、围岩状况监控及周边环境综合考虑下，选择周边炮眼深度为1.5m，掏槽眼加1020。2)炮眼数量N=qS/；式中：N炮眼数量，不包括未装药的空眼；S开挖段面积，；q单位炸药消耗量，一般取q=0.76kg/m，取值参照附表；装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值，暂取0.6；每米药卷的炸药质量，kg/m，2号岩石硝铵=0.75。即：N=（0.7670.87）/（0.60.75）=120个；其中掏槽眼6个，周边眼33个，底眼13个，辅助眼68个。3)左上导坑每一循环装药量计7、算及分配Q=qV；式中：q单位炸药消耗量，取q=0.76kg/m；V1个开挖循环进尺爆落岩石总体积，m，有效进尺取95%：1.0米95%=0.95米。即：Q=0.760.9570.87=53.3kg,炮眼数量及装药量参数设计,四、爆破技术安全控制,因为计算炮眼数量时，采用=0.6，由周边眼装药集中度q=0.20kg/m，得出周边眼装药系数为0.2，设其它各炮眼装药系数取值：掏槽眼0.8，底眼0.8，辅助眼0.7，则：60.8+330.20+130.8+680.7=（6+33+13+68）计算得：=0.6；若计算0.6，则需重新调整值代入N=qS/，并适当调整所设掏槽眼、底眼、辅助眼装填系数，使8、试选值与计算相符。所以按上列装填系数进行分配是可以的。,各炮眼装药量分配如下,四、爆破技术安全控制,每个掏槽眼装药量：0.751.280.8=0.768kg，折合为5.1卷，用5卷；每个辅助眼装药量=0.751.00.7=0.53kg，折合为3.5卷，用3.5卷；每个周边眼装药量=0.751.00.2=0.15kg，折合为1卷，用1卷；每个底眼装药量=0.751.00.8=0.6 kg，折合为4卷，用4卷。,四、爆破技术安全控制,现场爆破炮眼位置,根据设计要求，隧洞的洞径取23.6米，X方向总长70米，模型边界（侧面）距隧道边缘50米，模型上边界取至自然地面，下边界（底面）距隧道55米，约3倍9、洞高。对于初始断面施加Z方向位移约束；对于左右两侧给定X方向位移约束；对于底面给定Y向位移约束，地表为自由边界，为防止地震波在边界处发生反射干扰，模型两侧/内面及底面施加无反射边界。模型由炸药、岩石和空气三部分组成，通过适当调整岩石的参数来考虑上覆浅层土的因素。计算模型采用SOLID-144单元，它是一个三维、8节点的实体单元，每个节点在X、Y和Z方向上均发生位移、速度和加速度，某些点重合，单元可以变成六节点的楔形单元、四节点的四面体单元及五节点的五面体单元。因此，该类型单元的适应性强，能够很好的适应爆破等大变形的数值模拟。分别采用不同的材料单元和网格建模形式，对模型进行网格划分（见下图）,四10、爆破技术安全控制,计算模型,数值模型立体图,四、爆破技术安全控制,本节研究隧道掌子面爆破对已成洞围岩的影响，故选取隧道距离工作面10m（断面1）进行质点振动沿断面分布规律分析。（1）位移分析图1-图4为隧道断面1垂直隧道方向、平行隧道方向、垂直地面方向以及合位移的位移包络图。由图1可看出在垂直隧道方向上位移最大值发生在左侧拱脚处，拱腰处的位移也稍大，在拱顶方向位移最小；由图2可以看出平行隧道方向位移拱肩处最大，拱顶次之，在离爆源较近的左侧壁整体位移大于右侧位移；由图3可以看出垂直地面方向位移最大值发生在左侧拱肩部分，且相对其他两方向位移最大，在隧道合位移中起着决定作用；在图4合位移包络图中可11、以看出最大位移发生在左侧拱肩，并向两侧逐渐变小，拱顶位移次之，在右侧拱脚处位移最小。,隧道断面动力特性,四、爆破技术安全控制,图1 断面1垂直隧道方向位移包络图,图2断面1平行隧道方向位移包络图,图3 断面1垂直地面方向位移包络图,图4 断面1位移合矢量包络图,四、爆破技术安全控制,四、爆破技术安全控制,压力盒,应力计,在隧道断面周边交错布设23排80mm减震孔，间距为10cm,孔内不装药，减震孔孔眼底部要比周边炮眼深度加长1m，其他炮眼爆破后采用机械清除减震孔的围岩。,爆破振动测试,减震孔与炮孔布设,在隧道断面中心采用机械掏槽，用以减少爆破总药量。,采用减震孔与机械掏槽降低爆破振动：,减震孔12、,掏槽,（经过实践：效率低下）,特大断面暗挖地铁车站爆破技术安全控制与评价,调整起爆次序来降低爆破振动,第二步：辅助眼、底板眼,第一步：中心掏槽眼起爆,第三步：二圈眼、周边眼,（经过实践：可采用此工法）,掏槽眼,二圈眼周边眼,辅助眼底板眼,特大断面暗挖地铁车站爆破技术安全控制与评价,爆破振动测试仪,天生站五路口站区间两侧的主要建筑有中山商场(9F)和建设银行(5/-1F)文化馆等楼房，该段土层厚度小，这三处建筑基础埋深较小，但大部分建筑物距车站开挖边界平面距离较小，,通道X测试波形,通道Y测试波形,通道Z测试波形,爆破振动通道：X、Y、Z合并测试波形,地质剖面图,四、爆破技术安全控制,爆破振动监测及邻近建筑物减震效果分析,测点最大振动速度分布统计表,可以看出，大部分建筑物的振动速度处于1.01.5cm/s以内，设计为1.5cm/s，不存在超过安全规范允许值3.0cm/s的情况。,四、爆破技术安全控制,汇报完毕 谢 谢！,