摘　要:针对爆破震动产生的原因,在设计及施工中按分层分步法采用微震动控制和光面爆破技术,通过对爆破进行跟踪、监测、指导施工,将爆破震动控制在允许范围内,实现了安全爆破。

　　1 工程概况

　　广州地铁三号线广州东站南站厅竖井位于高大楼群中和重要设施之中,竖井开挖面积大(1030m2),开挖深度为18m,距地表高30.0m,开挖工程数量多而集中(17665m3),开挖区周围环境极其复杂,南侧和西侧为铁城5层车库,其中地下3层,且西侧开挖基坑在车库底板下;北侧地下2,3层为正在运行的地铁一号线车站及上部7层火车东站办公大楼;东侧为广州火车东站7层站房主楼。竖井沿上述建筑基础边缘垂直下挖,地质为红层微风化泥质沙岩,须爆破施工,在竖井爆破中,既要保证施工进度和爆破效果,又要保证爆破安全,特别是将爆破震速控制在设计要求的2.5cm/s以内,施工难度很大。

　　2　减少震动的技术措施

　　2.1 爆破震动标准的确定

　　爆破震动强度可用质点震动位移、速度和加速度三个物理量来判断,国内外为了控制爆破破坏作用而进行了大量的研究,研究和实践表明,质点震动速度峰值是评估介质(岩石、建筑物等)承受爆破破坏等级的最佳标准。故竖井石方爆破采用质点震动速度作为爆破安全的主要判据,根据业主提出建筑物允许的质点震动速度标准为:v=2.5cm/s。

　　2.2　竖井开挖爆破降震的主要技术措施

　　2.2.1　减震原理

　　目前,国内外降低爆破震动,控制爆破震动影响范围的主要途径是:1)减小爆破震源的爆炸能量,以控制爆破震动的危害程度;2)阻断震动波传播扩大,减少爆破震动波的影响范围。

　　2.2.2　广州地铁东站南站厅竖井控制爆破的减震技术

　　1)爆破设计中的质点震动速度的控制。在爆破设计时,无论是施工方案的选择,还是爆破参数的确定,均采用了微震动方法。采用的质点震动公式为[1]:

　　V=k(Q1/3/R)α。

　　式中:V———质点震动速度,

　　cm/s;R———建筑物距爆源中心的距离,

　　m;Q———最大单响药量,kg;

　　α———与地质有关的系数,可采用经验类比法选区,也可通过试验测定。

　　采用爆破震动标准计算,得:V=2.5cm/s。

　　a.施工方案选择。根据以上对爆破震动的技术要求,决定采用手风钻钻孔,浅孔台阶爆破,小型挖掘机挖装,吊车垂直运输至井外的施工方案。爆破采用分层分步开挖法,先在竖井中选择距火车东站站房和地铁一号线较远的地方,进行掏槽爆破,然后沿掏槽四周进行浅孔台阶爆破,最后在周边进行光面爆破。分层分步开挖爆破法,实质上是控制每次爆破能量,因此有显著的降震作用。b.爆破参数设计。合理的爆破参数是预防震动危害、控制质点震动的最有效方法,本次爆破的爆破参数见表1。

　　从表1可以看出,设计均以质点震动速度V=2.5cm/s为依据,上述参数和实践证明了它是控制爆破质点震动速度的有效方法。

　　2)爆破施工中的震动控制。

　　a.采用微差起爆技术严格控制单响药量,有效降低震动效应的影响。根据距离建筑物远近设计最大单响药量[2]。通过微差网路,控制不同距离、不同单响药量,缩小震动影响范围。在起爆网路设计时,对炮孔进行合理组合,有目的地降低单孔药量,使单响药量符合设计要求,达到减震目的。

　　如何确定合理的间隔时间仍是控制爆破减震技术的重要技术问题,要实现微差间隔时间的准确控制,必须生产起爆时间精确的雷管,才能实现分段爆破震动相位的错开,确定最佳的微差爆破间隔时间。鉴于目前雷管生产情况,由于高段雷管误差较大,所以孔内高段雷管不宜超过10段,以保证间隔时间的精度。

　　注意起爆顺序和方式,以形成良好的自由面和自由面的空间,避免形成“闷炮”以减少震动的影响。即通过掏槽先创造良好的自由空间,沿自由面顺序起爆,减少对后排炮孔的阻挡作用,达到一定的减震目的。

　　b.利用隔断震动波原理实现减震效果。目前隔断方法常利用自然破碎

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