地铁保护区内岩石爆破施工技术规程

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1、地铁保护区内岩石爆破施工技术规程Technical Constructional Regulations for Rock Blasting of Subway Protection Area (征求意见稿)前 言为加强江苏省地铁保护区岩石爆破施工标准化工作管理,促进地铁保护区爆破施工安全标准化水平和质量,编制组根据省住房城乡建设厅关于印发的通知(苏建科2013586号)的文件要求,结合地铁保护区岩石爆破施工实际工作制定了本规程。规程共分9章,主要内容包括:1 总则;2 术语;3 基本规定;4 地铁保护区内岩石爆破施工现状调查;5 施工影响预测;6 爆破技术设计;7 爆破施工;8 安全监测;9

2、 施工记录;附录等。主编单位:南京市城市建设投资控股(集团)有限责任公司南京市地铁建设有限责任公司参编单位:解放军理工大学南京市住房与城乡建设委员会南京城建项目建设管理有限公司中铁二院工程集团有限责任公司中建八局有限责任公司目 次1 总则.2 术语和符号.2.1 术语.2.2 符号.3 基本规定.3.1地铁保护区爆破施工流程.3.2爆破施工风险度分类划分.4 地铁保护区内岩石爆破施工现状调查.4.1 施爆体空间位置调查.4.2 施工影响因素调查.4.3 既有地铁隧道结构调查.4.4 保护区地质调查.5 爆破施工影响预测.5.1 经验方法.5.2 数值模拟法.5.3 爆破振动阈值控制法.5.4

3、模拟试验法.6 爆破技术设计.6.1 一般规定.6.2 隧道掘进爆破设计.6.3 基坑开挖爆破设计.6.4 地面土岩开挖爆破设计.6.5 既有地铁加固设计.7 爆破施工.7.1 一般规定.7.2 施工组织.7.3 地铁接触网加固及震动监测施工.7.4 隧道爆破减震施工.7.5 基坑爆破减震施工.7.6 一般土岩爆破施工减震施工.7.7 施工工艺.8 安全监测.8.1 施工监测.8.2 监测管理.9 施工记录.附录.本规程用词用于说明.0 / 36文档可自由编辑打印地铁保护区内岩石爆破施工技术规程1 总则1.1 为规范江苏省地铁保护区岩石爆破施工,保证地铁设施和列车运行安全,制定本规程。1.2本

4、规程适用于地铁保护区的矿山法隧道掘进爆破、基坑爆破和隧道上部地面的一般土岩爆破施工,其他爆破施工可参考本规程。1.3 地铁保护区的爆破施工除了应符合本规程外,尚应符合国家和行业现行有关标准的要求。【条文说明】近年来,随着城市交通日益拥挤,交通基础设施建设的大量进行,充分利用城市地下空间的地铁是解决城市拥堵问题的重要途径。地铁建设大量出现并发生相互交叉穿越,导致运行地铁保护区的隧道爆破施工安全问题不容忽视,另外地铁保护区其他土石爆破施工也会对地铁运行产生影响。这些工程不仅规模大,而且与既有地铁结构物的间隔距离也小,爆破施工隐患极大且无据可依。因此必须对地铁保护区的爆破施工进行有效管理,并提出相应

5、的施工技术规程。基于上述情况及发展考虑,本规程在地铁保护区规划施工时,为确保列车的安全运行,提出施工前调查、施工风险度预测、爆破设计和施工、安全监测等基本事项。以确保列车运行安全,主要根据以下3个项目判断: 隧道结构及设施是稳定的(结构物稳定); 不产生超过基准的轨道变形(轨道管理); 确保建筑限界(建筑限界管理)。 严密地进行地铁隧道结构物的稳定性评价,在技术上是很困难的。目前可以根据【隧道维修养护规程】的健全度分级进行。本规程提出了运行地铁保护区内岩石爆破施工作业时,为确保地铁列车安全运行,而进行初步施工风险预测、现场施工调查、施工风险确认、爆破设计和施工、安全监测所必需考虑的基本事项。对

6、其他爆破工程,也可参考使用。2 术语和符号2.1 术语2.1.1地铁保护区 subway protection area也叫地铁规划控制区范围,该范围是地下结构边线两侧各50m内;【条文说明】根据南京市城市轨道交通安全运营管理办法第十九条规定。2.1.2接近度 access degree要素之间距离的一种量度方法,间距离的一种量度方法;2.1.3无影响范围 no influence area是指爆破施工引起地铁隧道壁面监测点振动峰值速度值不大于0.3cm/s的区域,通常为隧道侧墙30m及以外;2.1.4需关注范围 caution area是指爆破施工引起地铁隧道壁面监测点振动峰值速度值大于0.

7、3cm/s但不大于2.5cm/s的区域,指地铁保护区内爆破施工对既有结构物的变形和位移有可能产生影响的范围,通常为地铁隧道侧墙10m及以外30m以内的区域;2.1.5限制范围 restriction area是指爆破施工引起地铁隧道壁面监测点振动峰值速度值大于2.5cm/s的区域,是指爆破施工对既有结构物的变形和位移有严重影响应严格进行控制,或采取对策或变更计划的区域,通常取地铁侧墙5m及以外10m以内区域;2.1.6禁止范围forbidden area是指爆破施工对既有结构物有重大影响,禁止采用爆破施工,通常取地铁侧墙5m以内区域;2.1.7 施爆体 blasting objects被实施爆

8、破开挖土石方对象的总称;2.1.8保留埋深比thickness-span ratio是指地铁隧道上部经开挖后保留的埋深h与原埋深H之比(h/H);2.1.9大孔径静态爆破large borehole soundless cracking 孔径大于50mm,利用静态破碎剂的水化反应体积膨胀对约束体作用而产生破坏做功的破岩技术。2.2 符号V爆破振动速度安全控制阈值(m/s);K、爆破地震波场地系数和振动衰减指数。3基本规定3.1地铁保护区爆破施工流程,见图3.1所示3.1.1爆破施工前,应对爆破施工风险程度进行初步评估。3.1.2应根据初步评估结果,结合现状调查与现场勘察得到进一步的爆破施工风险

9、预测结果。3.1.3爆破施工应对以下几个方面进行充分研究:1)爆破施工风险度初步评估;宜用分号,下同2)施工现状调查;3)施工风险度确认;4)爆破设计与施工;5)安全监测等。3.1.4应根据施工风险程度分别制订该范围的专项地铁保护、爆破技术设计与施工组织方案并通过专家评审才能施工。no开始施工风险初步评估无影响范围限制范围需关注范围现场调查既有隧道结构地质调查周围环境影响预测经验方法基于数值模拟阈值控制法既有隧道加固爆破设计爆破施工安全监测确保隧道结构物的稳定确保轨道的基准确保建筑限界阈值比较yes爆破设计与施工地层加固End空间位置模拟试验法施工风险度确认图3.1 地铁保护区爆破施工流程图3

10、.2爆破施工风险初步评估3.2.1应根据新建隧道、基坑及一般土岩爆破工程的种类、规模、设计资料和空间相对位置等初步决定施工风险度分类范围;3.2.2应视初步风险度分类划分,开展对应的施工前地质等现场调查,以进一步确认施工风险范围。3.2.3根据施爆体与地铁的空间接近度,爆破施工风险度应分为:无影响范围、需关注范围、限制范围和禁止范围等。【条文说明】根据爆破工程的种类,主要是根据既有隧道与新建结构物的间距,按其接近度划分,这里所谓的“间距”,是指既有隧道衬砌外面到接近工程的最小距离。接近度判断时采用的D(隧道外径)值,指既有隧道衬砌的外面的垂直高度与水平宽度中的最大值。在隧道并列、隧道交叉的场合

11、,采用新建隧道的外径D。3.2.4地铁保护区内实施的爆破工程,应经施工现场调查,针对下列条件对施工风险作出进一步确认,这些条件是:1)爆破施工的种类;2)爆破工程的规模;3)爆破施工周围环境;4)爆破工程的设计、施工方法;5)与既有隧道的位置关系;6)(原)地形、地质条件;7)既有隧道衬砌的力学健全度;8)减震措施的可行性;9)其他。 3.2.5应根据并列隧道空间位置的接近度,施工风险度划分为:表3.1 并列隧道的施工风险度划分两座隧道的位置关系隧道壁间隔接近度的划分新建隧道比既有隧道的位置高5D限制范围需关注范围无影响范围新建隧道比既有隧道的位置低5D限制范围需关注范围无影响范围注:D:受保

12、护地铁隧道的外径【条文说明】因新建隧道与既有隧道需并列时,既有隧道会向新建隧道方向发生拉伸位移、变形。接近度显著时,因新建隧道的施工,会使既有隧道周边的围岩松弛,使既有隧道衬砌上的荷载增大。并列隧道对既有隧道的影响,决定于:两并列隧道的间隔、隧道的相对高度的位置关系、新建隧道的大小、新建隧道的施工方法(特别是开挖方式)、地形和地质条件(地层的软硬、埋深等)、既有隧道衬砌的结构和健全度等。上述条款适用于新建隧道并列在既有隧道的左右的情况。即从既有隧道断面中央向上下方向引45 的线的范围内并列的情况。在此线的上方或下方新建隧道时,应按隧道交叉的情况处理。隧道位置关系。当隧道间隔小于05D时,将对隧

13、道结构有重大影响,应慎重处理。新建隧道采用爆破法施工时,应另外研究爆破振动的影响。因根据红山南路爆破震动监测结果,离地铁侧壁30m左右才能测到爆破震动,此时的震动触发值为0.5cm/s,又因地铁隧道直径通常为6m左右,由此确定地铁施工的无影响范围为5D。3.2.5如果地质条件是以洪积的粉砂岩等为基础的,在地质情况好或不良时,限制范围应加以修正: 1、稳定硬岩的限制范围应为1.3D; 2、不稳定的围岩(膨胀性围岩、等)限制范围应为1.9D。3.2.6根据交叉隧道空间位置的接近度施工风险度划分为:表3.2 交叉隧道的施工风险度划分两座隧道的位置关系隧道壁间隔接近度的划分新建隧道在既有隧道的上方2D

14、,25D5D限制范围需关注范围无影响范围新建隧道在既有隧道的下方2.5D2.56D6D限制范围需关注范围无影响范围【条文说明】新建隧道在既有隧道上方交叉时,既有隧道会向上拉伸变形和位移。在非常接近时,会损伤既有隧道的拱作用,而使既有隧道的衬砌荷载增大。此外,也可能受到新建隧道内活荷载的影响。反之,新建隧道在既有隧道的侧下方时,既有隧道会发生下沉。非常接近时,既有隧道会产生不均匀下沉,有可能发生超过高度管理基准的轨道变异。隧道交叉对既有隧道的影响决定于以下条件:隧道的间隔、隧道的相对位置关系、新建隧道的大小、新建隧道的施工方法、地形和地质条件、既有隧道衬砌结构和健全度等。3.2.7应根据基坑空间

15、位置的接近度划分施工风险,分为以下几种情况:表3.3 基坑开挖的施工风险度划分基坑与隧道的位置关系与隧道壁间隔接近度的划分新建基坑底板比既有隧道位置高5D限制范围需关注范围无影响范围新建基坑底板比既有隧道位置低5D限制范围需关注范围无影响范围【条文说明】因新建地铁车站或宅地开发等在隧道左右进行基坑开挖时,隧道侧面由于基坑开挖而释放载荷,在非常接近时,使既有隧道的衬砌荷载减小,会损伤既有隧道的侧墙作用。此外,也可能受到新建基坑内活荷载的影响。3.2.8应根据隧道顶部离土岩爆破开挖底板保留埋深比,进行爆破开挖风险度划分,分为以下几种情况:1)保留埋深比h/H0.25,应属限制范围;2)保留埋深比0

16、.25h/H0.5,应属需关注范围;3)保留埋深比h/H0.5,应属无影响范围;【条文说明】因新建道路、宅地开发等而在隧道上部进行明挖时,隧道由于明挖而减轻荷载,发生向上方的拉伸变形、位移。保留的埋深变小使顶板隆起而损伤; 隧道周边的拱作用,而使隧道衬砌上的荷载增大。上部明挖对既有隧道的影响决定于以下条件:原埋深和保留埋深的比、保留埋深的大小、明挖平面的宽度、明挖前后的地形、明挖的施工方法(是否使用炸药、平面的施工顺序、一次明挖的厚度)、地质条件、既有隧道的结构和健全度等。因各种条件的影响是不同的,故很难预测,但除了在很窄范围(隧道外径以内)和很宽范围(比距隧道中心45联线以外的范围)进行的明

17、挖外,在通常的范围内进行明挖时,接近度的划分见3.2.8。原则上,隧道的顶部保护层以残留5m厚度为宜。3.2.9如隧道斜上方的开挖量大时,应考虑隧道侧面的保留埋深比,保留埋深比值在下列条件时应加以修正: 1、开挖范围显著小,或显著大时,应加以修正。 开挖范围显著小时(小于隧道外径) 保留埋深比h/H0.27 开挖范围显著大时(比隧道外周下面45联线范围大) 保留埋深比h/H0.23 2、隧道地质条件在地质情况好或不良时的修正: 硬岩保留埋深比h/H0.23 砂层、黏性土层、强风化层等保留埋深比h/H0.27当隧道健全度不佳时应增加保留埋深比h/H0.274 地铁保护区内岩石爆破施工现状调查4.

18、1施爆体空间位置调查4.1.1应根据施工设计图纸对岩体爆破空间位置进行调查,确定既有地铁隧道与施爆体施工过程的相对位置变化。【条文说明】既有地铁隧道与施爆体的相对位置有下列几种情况:1、两隧道并列:新建隧道位于运行隧道左侧;新建隧道位于运行隧道右侧。2、两隧道交叉:新建隧道位于运行隧道下方;新建隧道位于运行隧道上方。3、基坑开挖可能位于既有地铁隧道的左、右侧。4、一般土岩爆破位于运行隧道正上方及左、右侧上方等。4.1.2应结合详细施工图纸在现场对关键参数如开挖边界、地铁隧道结构边界等进行核实。4.2 爆破施工环境影响调查4.2.1 应根据既有地铁隧道与施爆体的相对空间位置调查结果,进行爆破施工

19、对既有地铁隧道的影响分析。【条文说明】 表4.1 爆破施工对既有地铁隧道的影响两隧道并列既有隧道向接近的新建隧道方向发生拉伸变形因并列隧道的施工,既有隧道周边围岩松弛,而使作用在衬砌上的荷载增加两隧道交叉新建隧道在既有隧道上部通过时,既有隧道向上方变形,围岩的拱作用受到损伤,而使衬砌上的荷载增加新建隧道在既有隧道下部通过时,既有隧道会发生下沉施爆体接近隧道锚索因接近隧道钻孔,使隧道周边围岩松弛导入锚索预应力时,会产生位移既有隧道上部一般土岩爆破因隧道上部基坑开挖,土石压被解除,对垂直荷载来说,侧压变大,拱顶会向上变形埋深小时会损伤拱作用,使衬砌的垂直荷载增加开挖如对隧道来说是非对称的情况时,衬

20、砌会受到偏压作用既有隧道侧面基坑开挖隧道向开挖方向发生拉伸变形4.2.2 应分析爆破施工过程中其他因素如天气、地下水和地形等变化对既有地铁隧道施工所产生的影响。4.2.3 应调查爆破施工过程中施爆体周围的各种保护目标,如发现其他重要保护目标如文物、精密仪器等,则根据保护目标的类别按最严格的控制要求执行。4.3 既有地铁隧道结构调查4.3.1地铁保护区岩石爆破施工,应对既有地铁隧道衬砌进行资料调查和实地勘察,如实评价衬砌的安全程度;4.3.2应准确地掌握既有隧道的结构,根据风险度的划分和既有隧道的健全度,分为以下几种情况分等级进行调查:1)无影响范围的调查应根据档案资料确认结构状态、并根据目视检

21、查该处的状况;2)需关注范围的调查应根据结构物的档案、施工记录等确认结构的状态,并进行相应的目视检查。根据这些尚不能明确判断时,应采用钻孔等进行实地衬砌结构调查。如既有隧道的健全度较差时,应提高调查等级。3)限制范围的调查应对以下项目进行详细的隧道结构调查,准确地掌握衬砌结构及其状态,衬砌结构调查的项目有: 衬砌材料混凝土、喷涂混凝土和石料砌块等;衬砌厚度设计厚度及实际厚度等;衬砌结构先拱后墙、先墙后拱、有无钢筋、支护情况和仰拱等;衬砌状况开裂、漏水和接缝情况等;衬砌背面有无空洞、有无回填及地质状况等;净空断面等有无排水、涌水量大小、有无堆积物等。 4)既有隧道的健全度较弱时,要明确其较弱的原

22、因、状况及发展性等。4.4地质调查4.4.1地铁保护区有岩石爆破施工时,要对地铁保护区范围的地质进行相关资料调查、地层调查等,充分掌握该地域的地质条件,作为判断爆破施工风险度、安全监测的依据。4.4.2应根据爆破施工风险的划分进行分级调查。但因爆破施工的种类、规模、地形、地质条件、既有隧道衬砌的健全度等的不同,其调查项目、调查范围是不同的,应根据风险度的预测影响来进一步确定。4.4.3地层调查主要是掌握地质构造、分布状况、地下水状况、风化、变质状况、强度变形特性等。如进行风险度预测需采用数值模拟时,应进行相应的试验获取必要的参数值。4.4.4 为了地层调查资料可靠性,宜在需保护地铁隧道结构外沿

23、与施爆体之间的岩体,每10m间隔设地质探孔。【条文说明】地铁保护区有岩石爆破工程时,充分掌握既有隧道新建隧道结构物周边及中间地层的物理的力学的特性是很必要的。5 施工风险度确认5.1 经验方法5.1.1地铁保护区爆破施工时,应调研类似的工程案例,以供爆破施工的影响、风险预测、爆破设计与施工及安全监测的参考。5.1.2评价和分析类似工程案例时,应注意以下几点:1)爆破施工的种类;2)爆破施工的工程规模;3)爆破施工的设计、施工方法;4)与既有隧道的接近度、相对位置关系;5)原地形、地质情况;6)既有隧道结构的健全度;7)施工管理体制和管理水平;8)爆破工程的概况;9)爆破震动等参数安全量测结果等

24、。【条文说明】 在主要范围或限制范围内计划接近工程时,应根据过去的接近工程实例,调查类似的工程案例以便解析影响预测。解析方法因边界条件和输入常数不同,解析结果会有很大不同,因此,收集和分析类似实例,解析经验判断是必要的。就是采用解析方法,经验判断也是必要的。5.2 数值模拟法5.2.1地铁保护区爆破施工时,如没有类似工程案例可参考,应采用数值模拟方法进行爆破施工影响预测。5.2.2应采用二维以上的动力有限元软件(如Ls-Dyna等)作为数值模拟的工具;5.2.3 爆炸初始荷载可以从炮孔直接加载,也可以采用等效荷载初始输入计算;5.2.4采用数值模拟方法进行预测时应注意以下几点。1)数值模拟方法

25、的选择;2)数值模拟范围和边界条件;3)地质材料参数;4)衬砌材料的状态;5)模拟结果的评价;6)数值模拟的结果与实测值进行对比分析。5.3 爆破震动阈值控制法5.3.1地铁保护区的爆破震动控制阈值,应根据以下因素确定:1、隧道结构的稳定性;2、地铁设施的安全状态;3、地铁列车运行的安全状态。5.3.2综合考虑隧道结构稳定、附属设施和运行等因素,爆破地震波质点峰值速度阈值应为:表5.1振动速度的容许值既有隧道的健全度容许振动速度cm/s差2一般3好4【条文说明】爆破振动阈值与隧道的健全度相关,对应衬砌的力学参数列于表5.2。考虑轨道运行过程中接触网等安全因素以及地铁的运行安全等,综合提出了上述

26、爆破震动阈值,对应的衬砌应力增加的容许值基准为: 表5.2衬砌应力增加的容许值基准既有隧道的健全度拉应力的增加MPa压应力的增加MPa差0.31.0一般0.52.0好1.05.0 在隧道爆破技术规程中,爆破振动造成的结构物受害的大致标准可以下式进行判断。混凝土衬砌的弹性波速度及密度、抗拉强度和位移速度振幅的关系以下式表示:Vs/(rC)V爆破振动质点速度幅值(m/s)s混凝土的抗拉强度(Pa)r混凝土的密度(Kg/m3)C混凝土的弹性波速度(m/s)混凝土破坏的质点振动速度由推断约在15cm/s左右,但因地层条件有许多不确定因素,一般都取安全系数为10,来设定容许值。则容许值为24 cm/s。

27、因此如根据预测式的预测值在管理基准值以下时,就不需要采取对策,超过时,应根据试验爆破加以确认。5.4 模拟试验法5.4.1 应模拟爆破方案中的段药量,在现场取近似相同的地质条件,测试爆破震动效应;5.4.2 如现场条件允许,应采用小药量进行试炮,以取得地铁保护区爆破振动衰减指数的和场地系数K,进而推算方案的爆破振动速度值;5.4.3如现场条件不允许,应选择地质条件和距离相对一致的模拟场地进行爆破地震波衰减系数等的测试;5.4.4应利用施工过程中监测得到的数据作为分析爆破地震波衰减系数和场地系数等的参考依据。6 爆破技术设计6.1 一般规定6.1.1应根据爆破施工风险度评估结论,成立不同级别的安

28、全领导小组,并符合下列规定:1)无影响范围:应成立以爆破监理为核心的领导小组;2)需关注范围:应成立以总包单位领导为核心且爆破专家参与咨询的领导小组;3)限制范围:成立以业主领导为核心和爆破专家参与施工决策的领导小组。6.1.2需关注范围和限制范围爆破的爆破施工,必须对每个炮次进行爆破技术设计,在上述对应的领导小组批准后方可实施,相关爆破设计资料须存档2年;6.1.3 爆破设计应以现场掌握的相关地质、水文以及调研资料为基础,以利用和创造临空面为原则;6.1.4 当施爆体接近地铁保护区外沿时,须对爆破震动进行实时监测;6.1.5限制范围的爆破施工,爆破参数设计应以现场爆破振动模拟实验的结果为依据

29、;6.1.6爆破段药量等参数的设计,应按地铁隧道测点震动质点峰值速度小于阈值进行控制;6.1.7 爆破参数应通过试炮最终确定。6.2 隧道掘进爆破设计6.2.1施爆体位置在无影响范围,爆破设计可采用通常的隧道掘进爆破设计;6.2.2施爆体位置在需关注范围且监测结果质点振动峰值速度小于1cm/s,爆破设计参数可不修正;6.2.3施爆体爆破位置在需关注范围且振动监测结果接近控制阈值,应采用螺旋掏槽爆破设计,并控制单次爆破药量;6.2.4施爆体位置一旦进入需关注范围,且振动监测结果接近控制阈值,应采用小药量、短进尺、多炮次的爆破设计;6.2.5施爆体位置位于限制范围且监测结果质点振动速度峰值大于控制

30、阈值,应采用下列方法进行减震设计:1、掏槽部位,应采用机械掏槽法设计;2、在地震波的传播途径上应采用空孔法设计;3、应根据地震波的预报结果及上次监测结果确定段药量,缩短一次爆破进尺长度,掌子面分多次爆破;4、当减震措施无法达到振动控制要求时,应采用机械或大孔径静态爆破方法。6.3 基坑开挖爆破设计6.3.1开设爆破临空面的位置,应尽量选在远离地铁保护目标一端;6.3.2应在炮孔底部设置垫层或空气间隔,且选取较大的不耦合系数;6.3.3应设计试验炮以最终确定爆破参数;6.3.4爆破设计前应判断施爆体位置与保护目标的距离,综合考虑其距离、相对位置以及爆破振动的预报及监测结果,确定段药量及爆破设计参

31、数。符合以下规定:1)当测点处的爆破振动峰值不大于1cm/s,则采用通常的爆破设计;2)当测点的爆破振动峰值大于等于1cm/s小于控制阈值,须降低爆破段药量并采用以下减震措施:如条件允许,应在保护目标一侧开挖减震沟;如无法开设减震沟,应采用预裂爆破形成裂缝或靠近保护目标一侧打两排空孔,深度大于基坑底板;3)当减震措施无法达到振动控制要求时,应采用机械法开挖,或结合静态爆破方法开挖。6.4 地面土岩开挖爆破设计6.4.1开设爆破临空面的位置,应尽量选择远离地铁保护目标一端;6.4.2应在炮孔底部设置垫层或空气间隔,采用较大不耦合系数的装药;6.4.3应设计试验炮以最终确定爆破参数;6.4.4 爆

32、破设计前应判断爆破位置与保护目标的距离;综合考虑爆体与保护目标距离、相对位置以及爆破振动的预报及已有的监测结果,综合确定段药量及爆破设计参数。符合以下规定:1)当测点的爆破振动峰值不大于1cm/s,则采用通常的爆破设计;2)当测点的爆破振动峰值大于等于1cm/s小于控制阈值,应采用减震爆破设计,宜采用以下减震设计:采用不耦合装药设计;在孔底留0.50m单位是否正确?1.0m的空气间隔层;在地震波和保护目标之间钻用“钻”字吧空孔或进行预裂爆破形成预裂缝。3)当减震措施无法达到振动控制要求时,应采用静态爆破方法或机械法开挖。7 爆破施工7.1 一般规定7.1.1爆破施工应严格按照专家评审后的爆破设

33、计方案进行,并根据现场施工具体情况进行合理调整,但应经现场技术负责人批准后方可实施。7.1.2在进行爆破施工作业前,应完成下列准备工作:1、应掌握爆破地点附近地铁保护区详细的岩土工程勘察资料、爆破地点与地铁保护目标相对位置、地铁总体结构设计以及地铁自身安全状况等资料;2、结合工程实际情况,应了解当地爆破地震波传播经验系数和施工条件;3、应查明地铁保护区内其他需保护建筑尤其是古迹,及精密仪器和燃气管线等情况;4、应查明工程周围的其他社会环境情况。7.1.3隧道掘进、基坑开挖和一般土岩爆破应根据不同爆破对象的工程实际情况,按以下规定选用不同的施工工法:1、当地质条件较好时,隧道掘进爆破工程应采用台

34、阶法,否则采用CRD法;2、当环境复杂,爆破振动阈值控制困难时,基坑开挖和一般土岩爆破应采用浅孔爆破法。7.1.4地铁保护区施工应设试验炮,获取合理的爆破施工参数和地震波衰减系数等,而后再正式施工。7.1.5隧道掘进施工机具应采用小于50mm的手持钻机钻孔,基坑开挖和一般土岩爆破宜采用大于75mm的液压钻机或潜孔钻机。7.1.6应使用防水的或经过防水处理的爆破器材并注意以下两点:1)起爆器材应使用非电毫秒雷管,禁止采用导火索起爆;2)静态爆破的膨胀剂应根据气候和现场温度选用夏季和冬季膨胀剂。7.1.7爆破过程中应经常检查隧道结构,若发现有新裂纹或裂纹扩展等问题应及时分析原因,调整爆破设计。7.

35、1.8 在保障地铁运行安全的前提下,需提高爆破的施工规模,应注意以下几点:1)根据爆破振动的监测结果修正爆破段药量;2)应尽量采用短台阶法进行施工以降低一次爆破的规模;3)做好通风工作以降低隧道爆破的烟尘浓度。7.2施工组织7.2.1爆破施工组织机构应根据爆破施工风险度确定,包括以下几个方面:1、无影响范围的地铁保护区爆破施工,爆破施工应成立爆破施工单位、监测和监理单位的安全机构;2、需关注范围的地铁保护区爆破施工,应成立总包单位、爆破施工单位、监理、爆破震动监测并有爆破专家参与咨询的组织机构;3、限制范围的地铁保护区爆破施工,应成立业主、总包单位、爆破施工单位、监理、爆破震动监测并有爆破专家

36、全程参与爆破施工决策的安全机构;7.2.2爆破施工组织方案评审包括以下几个方面:1、无影响范围的地铁保护区爆破施工,应编写详细完整的施工组织设计方案,建立健全安全管理制度、质量保证体系,落实岗位安全责任制度制订应急预案等;2、经具有相应资质的机构进行安全评估,取得公共安全评估报告,然后向爆破作业所在地有关机关申请爆破作业许可;3、需关注范围和限制范围的岩石爆破施工应分别有专项爆破设计施工方案,经分别评审后才能施工;4、如爆破施工涉及各个阶段,则各阶段应经逐次评审后才能依次施工。7.2.3爆破施工组织应包括以下几个方面:1、施工前应设立符合精度要求的测量控制点、施工标志、水准点等;2、爆破施工开

37、始前,应按规定发布爆破施工公告;3、爆破施工前,应该做好下列各项工作:准备应急设备,作业人员应按要求穿戴防护设备;检查爆破作业器材及设备的技术性能; 铁设备、管线及受保护建筑物的安全防护; 爆破区警示标志、警戒岗哨等的设置;检查爆后遗留的哑炮和环境安全情况。4、爆破工作负责人应根据爆区的地质、地形和环境安全情况布置爆破作业。7.3 地铁接触网加固及震动监测施工7.3.1爆破前应对既有地铁隧道进行加固,加固过程中应注意以下几点:1)地铁隧道接触网应采用增加斜拉杆的方法进行加固处理; 2)应对地铁拱顶渗漏点或空鼓进行修补加强地铁隧道抗振动能力;3)应对地铁的线缆架等附属设施进行安全检查并根据情况进

38、行加固。7.3.2爆破前应做好爆破震动及其他监测的准备,监测过程中应注意以下几点: 1)应选专用的爆破震动监测仪并具有关键信息通过手机短信发给用户的功能; 2)监测点的设置应选择在大约离地面2m的侧墙上,采用硅胶粘接固定传感器; 3)在地震波传播方向上地铁隧道每个侧墙都应设置传感器; 4)仪器的振动触发阈值应大于地铁运行时产生震动的上限依据经验,能否给出一个倍率参考范围?的1.1倍。 7.4隧道爆破减震施工7.4.1当爆破震动峰值接近控制阈值时,应对爆破振动采取减震措施,并应注意以下几点:1)改变掏槽方式,采用螺旋掏槽代替楔形掏槽; 2)将爆破循环进尺降为约1m1.5m或更低;3)降低辅助孔或

39、周边孔爆破的段药量。【条文说明】当爆破施工离地铁隧道一定距离时,震动监测仪器感知到了震动,震动明显变大时,应及时改变爆破施工方法。在保证施工安全的前提下,可将施工进度放慢,按较短的循环进尺、小的药量进行爆破。7.4.2当爆破震动峰值大于控制阈值时,应采取以下减震措施:1)采用机械法或静态爆破法掏槽:在隧道掏槽部位用液压锤开设直径约1m深0.8m的临空面;2)螺旋掏槽爆破的同时,在第一个起爆孔两侧各钻一个空孔,直径大于90mm,孔深大于掏槽深度约20cm。3)改用短循环进尺,将每循环进尺降为0.50.6m;4)在爆破掏槽区和保护目标之间离开挖边沿1m处,采用孔径为76mm以上的液压钻机或其他机械

40、钻两排孔。钻孔深度比循环尺寸大20cm,孔间距为30cm,成两排三角形设置排距为30cm,两最边孔需超过掏槽区两侧各60cm;5)隧道与爆破点之间采用预裂爆破形成预裂缝。7.5 基坑爆破减震施工7.5.1爆破震动峰值接近阈值时,应采取以下施工方法:1)控制爆破规模:降低一次爆破段药量与总药量;2)降低开采台阶高度,采用逐孔起爆方式;3)在保护目标与开挖区之间开挖减振沟,宽度以坡面的稳定为准,深度超过开挖底标高,长度大于保护目标的宽度,及时清除沟中的积水。4)在施爆体和地铁隧道之间设置两排空孔,直径大于76mm,间距30cm,排距30cm,孔深大于开挖区底标高1m。5)在保护目标与开挖区之间钻一

41、排空孔,间距60cm100cm,孔深大于开挖底标高1m,采用预裂爆破形成预裂缝;7.5.2当采用减震措施后,爆破震动峰值仍大于阈值时,应采取以下施工方法:1)采用机械方法开挖或采用静态爆破和机械结合的方法开挖;2)采用液压锤或其它用“它”机械进行开挖。7.6 一般土岩爆破减震施工7.6.1爆破震动峰值接近阈值时,应采取以下施工方法:1)控制爆破规模:降低一次爆破段药量与总药量;2)降低开采台阶高度,采用逐孔起爆方式;3)采用小孔径爆破炮孔直径小于50mm;4)因保护目标在开挖区的下侧,应在孔底采用空气间隔装药或柔性的垫层;5)在开挖区与保护目标之间成水平钻一排空孔,间距60cm100cm,采用

42、预裂爆破形成预裂缝;7.6.2当采用减震措施后,爆破震动峰值仍大于阈值时,应采取以下施工方法:1)采用机械方法开挖或采用静态爆破和机械结合的方法开挖;2)采用液压锤或其它用“它”机械进行开挖。7.7 施工工艺 7.7.1 地铁内震动监测的传感器应符合国家有关标准和检测要求,误差应不能大于2mm/s; 7.7.2 减震孔的穿孔设备可根据工程实际情况采用潜孔钻或液压钻设备,主要设备性能包括设备功率、钻孔孔径、钻孔深度等应满足施工要求;7.7.3 在地铁保护区施工时,爆破参数要根据地质条件、填塞效果、循环或台阶高度、爆破振动峰值控制等情况及时进行调整,应保证爆破断面及震动安全达到设计要求,包括以下几

43、个方面: 1)应根据施工组织设计计算的减震沟或减震孔的深度,其允许偏差范围应在0.2 m之内。减震沟位置应尽可能设在开挖区。2)应根据掌子面离测点距离、地质条件、爆破震动的阈值等参数计算段药量;3)应根据不同的风险度决定循环进尺,最大不宜超过2.5 m。 7.7.4 爆破参数的确定和控制,应注意以下几点: 1)主要爆破参数包括单孔装药量、段药量、网孔参数、孔深、单耗等5个参数计算或根据实际确定。 2)下列爆破参数确定后,施工中的允许偏差应符合表中规定: 表7.1 爆破参数允许偏差爆破参数 允许偏差 单孔装药量 6% 段药量 5% 炮孔间距 0.2m 炮孔深 0.2m 单耗0.01kg/m38

44、安全监测8.1 施工监测8.1.1在进行地铁爆破区爆破施工安全监测时,应根据施工前调查、风险影响预测的结果,编制合适的观察、量测计划,以确保隧道结构的稳定性、确保轨道管理基准和确保建筑限界。8.1.2 需关注范围的地铁隧道观察量测的项目应包含以下4项:1)衬砌表面的观察;2)净空位移量测量;3)路基(包括轨道变异)及拱顶下沉量;4)开裂的发生和变化;8.1.3 限制范围的地铁隧道观察量测项目除8.1.2外还应包括:1)衬砌应变;2)锚杆轴力拱架应力;3)隧道涌水等的测定。8.1.4在各项目中分别按调查目的、调查手段、调查范围、数据处理方法、注意事项等应加以说明;8.1.5在进行爆破施工之前,应

45、根据各观察、量测项目设定注意水平,作为进行风险评价的大致标准。8.2监测管理8.2.1地铁保护区采用爆破施工,应采取适当的对策和实施振动监测的安全管理,准确地预测爆破振动的影响;8.2.2爆破震动监测应以质点振动峰值速度为基准;【条文说明】爆破振动与列车振动和地震动比,具有高频率的特性。因此,把振动速度换算为加速度值时,会达到很大的数值,这样一来,用振动加速度来推断结构物的受害限界,原样地采用地震级是不行的。8.2.3爆破振动除受爆源的距离和炸药量、地层条件的控制外,炸药的结构和爆破方式也有影响。因此,应在施工前进行以下调查:1)爆破方式;2)地质状况;3)装药情况:炸药种类、掏槽、装药量、起

46、爆方法、堵塞状况等。8.2.4爆破振动的预测应根据前苏联科学院地球物理所的.A.克雷洛夫院士和M.A.萨道夫斯基得出的质点震速v与装药量Q和距离R之间经验关系式进行计算:v = K ( Q1/3 / R )式中:K、与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。9施工记录9.0.1在地铁保护区爆破施工时,应对施工过程,施工结果等进行记录,并妥善保管;9.0.2施工前应在地铁隧道的开裂末端做标志并插入钉子 ,施工过程中应调查是否出现新的开裂,如有,则在开裂部位涂砂浆,并用笔等把观察到的情况进行记录; 9.0.3施工前应对衬砌观察记录并记录摄影地点以及每次调查的裂口宽度;9.0.4

47、爆破振动监测记录见附件1;9.0.5应对地质情况进行详细调查;9.0.6应对既有隧道概况、隧道名称、站间里程、仰拱拱厚、底撑、埋深、设计施工、安全监视量测、拱部、仰拱和边墙的施工方法、改建履历以及与施爆体的相对位置关系等进行记录。附件A (1)xxx工程隧道爆破施工现场记录表 xxx工程隧道爆破施工现场记录表工程名称: 桩号: 爆破时间: 一、凿岩爆破方案施工图设计1、炮眼布置图 2、各孔装药量设计 名称孔数孔深每孔装药量每孔堵塞长度备注掏槽眼辅助眼周边眼减震孔合计3、分段起爆炸药量控制起爆段数炸药量 设计总炸药量: 设计人: 批准人: 二、专家审核意见:三、现场实测记录:炮眼名称孔数孔深每孔

48、装药量每孔堵塞长度备注掏槽眼辅助眼周边眼合计起爆段数炸药量实际总炸药量: 实测记录人: 四、现场爆破记录人: 五、爆破监测数据记录:xxx工程基坑(土岩)爆破施工现场记录表工程名称爆破时间爆破部位爆区中心坐标:爆破孔底设计标高爆破类型深孔爆破 浅孔爆破 掏槽爆破 预裂爆破 找平爆破 其它参数设计值参数设计值孔径D(mm)最大单孔装药量(kg)台阶高度H(m)最大段起爆药量(kg)超深h(m)装药孔数(个)平均孔深L (m)总药量Q (kg)最小抵抗线W(m)雷管段别网孔参数设计单耗q(kg/m3)距离最近被保护对象安全距离R(m)距离居民区最近被保护对象 爆破孔断面示意图 实际总炸药量: 实测记录人: 现场爆破记录人: 爆破监测数据记录:施 工 单 位监 测 单 位 监理 本规程用词说明1 为了便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1) 表示很严格,非这样做不可得:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。2) 表示严格,在正常情况下均应这样做:正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”。3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的:正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”。表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。2 规程中指明应按其他有关标准执行时的写法为:“应符合的规定”或“应按执行”。

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