邻近地铁隧道的深基坑钢筋混凝土支撑爆破拆除施工技术.pdf

第 3 3卷第 5期 Vo 1 - 3 3 No 5 建筑施工 B U I L D I N G C 0 N S T R U C T 1 0 N 邻 近 地 铁 隧 道 的深 基 坑 钢 筋 混 凝 土 支 撑爆 破 拆 除施 工 技 术 Co n s t r u c t i o n Te c h no l o g y f o r Bl a s t i n g De m o l i t i o n o f RC Su pp o r t i n De e p Fo und a t i o n Pi t Cl o s e t o S ubwa y Tun ne l 口郑 良， 叶有灵2 ( 1 、 上海 市卫生基建管理 中心 2 0 0 0 4 1 ； 2 、 上海爆破技术工程联合有限公司 2 0 0 1 2 5 ) 【 摘 要】 上海市仁济医院门急诊医技综合楼工程紧邻地铁 4 号线，其水平距离最近处仅为 3 4 8 m 。此处原有的三道钢筋混 凝土支撑需用爆破方式拆除。为此，采用了小药量、预切割、延迟分段爆破等施工技术，确保了基坑与地铁 4 号线的安全。 【 关键词】邻近地铁遂道钢筋混凝土支撑 爆破拆除 减振措施安全施工 【 中图分类号】 T U 7 5 1 9 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 3 6 2 0 2 1 工程概况 上海交通大学医学院附属仁济医院门急诊医技综合楼 工程位于上海市浦东新区东方路 1 6 3 0 号处仁济医院内的西 北角。该工程占地面积 5 7 7 1 m 。 ， 建筑面积 5 8 3 5 0 m ， 地上 总建筑面积约 4 6 6 3 0 m ， 地下面 积 1 1 7 2 0 m ， 地 下 2层 ， 地 上 1 8层 ，地 上建筑 总高度为 8 0 m 。主楼 区域挖 深为 l 1 3 5 m 。常规区域挖深为 1 0 7 O m 。基坑四周既有医院内部 管线和市政公用管线， 也有邻近保留建筑 ， 基坑北侧距运营 中的地铁 4号线水平距离最近处仅 3 4 8 m ( 图 1 ) 。 图 1 基坑与 4号线隧道关 系剖面 我们考虑 到工程周边有居 民区、 医院 ， 且密布 各类市政 管线， 同时还考虑到要保证在拆除水平支撑体系卸载时产生 的震动对地铁隧道引起的峰值速度必须 2 5 c m s等诸多 因素，故原设计方案是对原有的混凝土支撑体系采取人工、 机械的静力拆除办法。 后为在“ 世博会” 召开前完成地下结构 施工以保证地铁运营安全， 施工工期由原计划的3 1 0 d压缩 【 作者简介】 郑 良( 1 9 5 7 一 ) ， 女， 工程师， 本科。 联系地址： 上海 市吴江路 3 1号 1 0 0 4室( 2 0 0 0 4 1 ) 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 - 0 4 2 1 3 6 2 至 2 1 0 d ， 显然， 如仍按原方案实施拆除施工， 势必不能按时 完成任务 ， 故决定采取控制爆破技术实施对钢筋混凝土水平 支撑的拆除。当然， 这同时也将面临确保基坑本身与地铁 4 号线运营安全的难题。 2爆破施工方案 2 1 总体方案与控制 目标 综合考虑周边环境、 开挖深度、 造价和工期等因素， 更 为确保运营中的地铁 4号线安全，我们经多次商讨后决定 ： 对竖向围护采用钻孔灌注桩 +止水帷幕和厚 8 0 0 m m的地 下连续墙结构方式， 对水平支撑体系设置 3道混凝土水平支 撑的方式进行施工。即： 第一道钢筋混凝土支撑中心标高为 - 1 1 5 0 m m ， 主要支撑截面为 1 0 0 0 m m x 7 0 0 m m， 次要支撑 截 面 为 7 0 0 m m x6 0 0 m m ，钢 筋 混 凝 土 围 檩 截 面 为 1 2 0 0 m m x8 0 0 m m ；第二道钢筋混凝土支撑中心标高为 - 4 8 0 0 m ， 主要支撑截面为 1 1 0 0 m mx 7 0 0 m m， 次要支撑截 面为 7 0 0 m m x 7 0 0 m m， 钢筋混凝土围檩截面为 1 3 0 0 m m x 8 0 0 m m ；第三道钢筋混凝土支撑中心标高为 一 8 4 0 0 m， 主 要支 撑截 面为 1 1 0 0 m m x 7 0 0 m m ，次 要支 撑截 面 为 7 0 0 m m x 7 0 0 m m ，钢筋混凝土 围檩截面为 1 3 0 0 m m x 8 0 0 m m ( 图 1 ) 。 本工程需爆破拆除的支撑、 围檩共计 3道， 规格型号共 有 7 种。根据施工进度的要求和上海市消防局的规定， 本工 程爆破施工采用小药量、预切割和延迟分段爆破的爆破技 术， 并在经理论计算对爆破参数作合理选择后， 我们在现场 拟定了精心组织施工、 控制爆破振动、 确保爆破后混凝土破 碎均匀的方案。为确保运营中地铁 4号线的隧道结构的安 全， 按照地铁运营公司的要求， 我们将爆破施工安排在地铁 嚣 嚣嚣 触 壮 嚣 郑 良、 崔国俊、 叶有灵： 邻近地铁隧道的深基坑钢筋混凝土支撑爆破拆除施工技术 第 5期 4号线停运后进行， 爆破时间确定为 2 3 ： 5 0 。 这里需要注意的 是： 爆破后必须控制基坑围护墙体测斜 日变量 2 m m， 地铁 结构 曰变形 O 5 m m 。 2 2 爆破震动控制与爆破安全计算 ( 1 )爆破震动 按我国 爆破安全规程 规定的公式： 震速 Q WR ) n 式中： 一与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减 指数 ， 上海地 区取 4 0 ， = 1 5 7 ： 最大段炸药量 ， 1 k g ； R 建筑物距离 1 0 m ( 仁济医院行政楼 ) ； = 4 0 ( 1 1 0 ) =1 0 7 c m s ： R一帷幕搅拌桩外侧距地铁盾构水平距离最近处约为 3 9 0 m， 大底板底部距地铁盾构垂直距离 5 2 m ， 爆破围檩距 地 铁盾构 水平距 离 5 5 5 m， 垂 直距 离 7 9 m ， 爆破 围檩距 地 铁盾构直线距离 l 1 2 m = 4 0 ( 1 1 1 2 ) 1 5 7 =0 9 c m s 爆破震动速度 ， 爆破安全规程 ( G B 6 7 2 2 2 0 O 3 ) 规 定 ：一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物 ： = 2 c m s 3 c m s ， 钢筋混凝土框架房屋 ： = 3 c m s 5 c m s 。 根 据爆 区四周环 境条件 ， 我们经测算 得知 ： 爆破 产生 的 震动仅相 当于一 、 二级地 震 ， 能确保周围建筑 的安全 。 ( 2 )基坑周边环境复杂，北侧紧邻运营中的地铁 4号 线 ， 其深度在大底板的右下方。 根据以上情况我们可以认定 ， 支撑爆破产生的震动经过大底板再传到地铁时已大为减弱。 爆破围檩距地铁盾构水平距离 5 5 5 m 、垂直距离 7 9 m 、 直 线距离 l l - 2 m 。为确保地铁运营的安全 ， 在靠近地铁区域爆 破时 ， 需要做到 ： 控制药量。 靠近地铁区域每段药量控制在 O 5 k g ， 同 时为避免爆破产生的地震波叠加减弱及其对地铁结构的 中 击影响， 必须将每段爆破间隔严格控制在大于 0 1 S ， 且爆破 前应将基坑围檩与支撑节点处用人工风镐断开。 爆破顺序采用由南到北的逐段延迟爆破。 距地下连续墙 1 1 2 m范围内的围檩与支撑应用人工 机械进行拆除。采取此措施后， 被爆围檩与地铁盾构的距离 为 2 O m ， 可使爆破震动速度降至最低。支撑爆破拆除工程的 质量控制主要是炮孔的质量、 药包的药量、 炮孔的堵塞质量、 延迟分段的质量及网络联接的质量这 5个环节。孔距、 排距 和孔深均需严格按设计方案中的布孔参数预埋； 必须对不同 规格的支撑， 严格按爆破设计药量制作药包； 在堵塞时需用 黄沙填入炮孔，填黄沙时应用木棍稍用力分 3 次将孔堵满 ， 孔内有水时应先用棉纱吸干后再装药 ；以确保爆破效果 ： 毫 秒延迟分段连线需预先在支撑平面图上标出， 且分段连线要 复设 2 3 路 ， 待分段连线上的延迟雷管绑好后 ， 还必须经检 查确认无误后方能实施爆破 ； 非电导爆管网络联接应采用复 式网络， 以确保每个雷管都能双向起爆， 做到一次成功。 2 3 爆破参数设计 国 爆破设计参数如表 1 所示。 表 1 爆破没计参数 型号 截面 排数 孔距 孔深 单孔药量 K 1 T IIT I Xmm Inm n 1 m 边 孔 中孔 g m ZC1 1 i 0 0 0 x7 0 0 2 8 0 0 4 7 0 2 0 0 2 5 0 8 0 3 ZC 1 2 6 0 0 x 7 0 0 1 6 0 0 4 7 0 2 0 0 7 9 3 z Q1 1 1 0 0 0 x 8 0 0 3 8 0 0 5 5 0 1 5 O 2 0 0 7 8 1 z Q1 2 6 0 0 x 5 0 0 1 6 0 0 4 0 0 1 5 O 8 3 3 QL 2 1 3 0 0 x 8 0 0 4 8 0 0 5 5 0 2 5 0 3 0 0 3 0 0 1 3 8 2 ZC2 I 1 0 0 0 x8 0 0 3 8 0 0 5 5 0 1 5 O 2 0 0 7 8 1 ZC2 2 7 0 0 x 7 0 0 2 8 0 0 4 7 0 1 5 O 7 6 5 3 爆破效果分析 ( 1 )支撑爆破后地铁隧道变形的监测 由监测数据可知， 第三道水平支撑爆破拆除后隧道最 大垂直位移 O 4 8 m m ， 最大水平位移 O - 2 m m ( 朝基坑向) ； 第 二道水平支撑爆破拆除后隧道最大垂直位移 0 4 4 m m ( 向 下) ， 最大水平位移 0 4 m m ( 朝隧道向 ) ： 第一道水平支撑爆 破拆除后隧道最大垂直位移 0 4 6 m m ( 向上 ) ， 最大水平位移 0 4 m m f 朝隧道向) 。位移量全部控制在允许范围内。 ( 2) 支撑爆破后基坑变形的监测 我们选取距地铁最近处的地连墙测斜管 C X I 作为分析 对 比点 ， 监测数据 曲线如 图 2所示。 I l ； ： _ i l | L f ： ； 计 装 计 数 l r r ； 秘 *( 图 2 监测数据 曲线 从图2可以看出， 第三道水平支撑爆破拆除后向基坑内 侧位移 O 9 8 m m ， 最大累计位移 7 8 6 m m ( 朝基坑向) ： 第二道 水平支撑爆破拆除后向基坑内侧位移 0 8 6 m m ， 最大累计位 移 8 8 m m ( 朝基坑向 ) ； 第一道水平支撑爆破拆除后隧道最 大垂直位移 1 3 7 m m ， 最大累计位移 9 9 3 m m ( 朝基坑向) 。 以 上数据也均控制在允许范围内。 4 结语 使用微差爆破技术分段延迟起爆， 既能达到预期的爆破 效果 ， 又能把爆破后的震动、 中击波、 飞石和噪音等对周围环 境的危害程度， 控制在规定的范围之内， 且不会对运营中的 地铁隧道造成任何微小破坏。本工程正因为采用此项技术， 从而快速拆除了3道钢筋混凝土水平支撑， 使地下结构施工 如期保质地完成。