復(fù)雜環(huán)境下的巖石深基坑控制爆破邊壁垂直開挖綜合施工技術(shù)總結(jié)

復(fù)雜環(huán)境下的深基坑巖石爆破及坑壁垂直開挖綜合施工技術(shù)［摘要］：xx金融大廈項(xiàng)目地下5層，地上58層，總高度268.20m，總建筑面積約17.86萬m2。為重慶第一高層。該項(xiàng)目周邊臨近城市主干道和超高層建筑，局部與地下人防通道相連，而人防通道又與輕軌相臨，使得周邊及地下環(huán)境變得異常復(fù)雜?；觾?nèi)均為硬質(zhì)砂巖，通過采用松動(dòng)爆破與設(shè)置減振槽組合的施工方法，實(shí)現(xiàn)了21m深巖石深基坑的垂直開挖。對(duì)人防洞室的封堵則采用設(shè)置探孔、分層填充毛石混凝土，最后壓力灌注的方法進(jìn)行施工，保證了人防洞室及輕軌的安全，取得了較好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。［關(guān)鍵詞］：深基坑巖石淺孔松動(dòng)爆破懸臂拱形板減震槽爆破監(jiān)測(cè)人防洞室堵塞壓力注漿施工技術(shù)1工程概況xx金融大廈位于重慶市渝中區(qū)CBD核心區(qū)，處于民權(quán)路與青年路交界處,該工程地上58層,地下5層,其建筑面積17.86萬m2，為重慶第一高層。見圖1。該工程基坑深21m，開挖面積近1萬m2，總開挖量近21萬m3。該項(xiàng)目基坑全部為硬質(zhì)砂巖，基坑開挖邊線距輕軌2號(hào)線墻邊僅約6.6米左右（開挖邊線為結(jié)構(gòu)外邊線向外100），同時(shí)在輕軌與建筑物基坑間又有人防洞室穿過，其西南側(cè)又與萬豪大酒店和重慶國貿(mào)中心超高層建筑相鄰，使得周邊及地下施工環(huán)境變得異常復(fù)雜。由于基坑開挖受各種條件的制約，必須要做到垂直開挖，使得基坑開挖施工難度極大。根據(jù)地勘報(bào)告，表層填土厚2.0m左右，其余全部為堅(jiān)硬砂巖，平均天然單軸抗壓強(qiáng)度為45Mpa，開挖深度近21.00m，核心筒電梯基坑為27.4m。基底絕對(duì)標(biāo)高為230.00m，（±0.000=250.600）。而輕軌的頂標(biāo)高為235.41m，底標(biāo)高為232.21m。人防洞寬度約圖1xx金融大廈效果圖4m，其頂標(biāo)高不盡一致，平均標(biāo)高約235m左右。xx金融大廈周邊位置關(guān)系見圖2。圖2周邊位置關(guān)系圖2施工方案的選擇2.1基坑開挖方案根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層巖性，對(duì)于人工填土、粉層粘土可采用挖機(jī)直接開挖，近2m深的土層開挖時(shí)加寬40cm，用作條石砌筑堡坎。對(duì)于砂巖、泥巖的基坑開挖，通常采取爆破方案開挖。而針對(duì)該區(qū)域的巖石特征及周邊的特殊環(huán)境和垂直開挖的要求，則必須對(duì)開挖方案進(jìn)行專家論證。根據(jù)局部開挖后表現(xiàn)出的巖層特性，認(rèn)為原地勘報(bào)告提供的相關(guān)參數(shù)較為保守，可進(jìn)行適當(dāng)修正。根據(jù)地層巖性基本呈水平狀態(tài)，巖層完整，少許裂隙極不發(fā)育，其中并不含裂隙水的客觀情況，經(jīng)專家論證后，可取消原設(shè)計(jì)的錨桿支護(hù)，但要加強(qiáng)相關(guān)區(qū)域的基坑變形觀察。為有效減少爆破開挖產(chǎn)生的水平振動(dòng)力的影響，達(dá)到有效保護(hù)保留圍巖的目的，決定采用設(shè)置減振槽的方法加以解決。該方案由建設(shè)單位組織公安、爆破協(xié)會(huì)、輕軌公司、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等相關(guān)單位進(jìn)行論證確定。2.2輕軌保護(hù)方案由于離輕軌邊的距離太小，如何確保輕軌隧道的安全，成為土石方爆破中的最重要最關(guān)鍵的內(nèi)容之一。為此，由建設(shè)單位組織重慶市公安部門、重慶市爆破協(xié)會(huì)、重慶市輕軌辦等單位共同參加的專家論證會(huì)，并經(jīng)共同研究商定，輕軌邊線向外50m為保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)內(nèi)采用機(jī)械切割的方法，不得爆破。離輕軌50m以外可采用淺孔松動(dòng)爆破。專家論證會(huì)見圖2。圖2爆破方案論證會(huì)圖3淺孔松動(dòng)爆破2.3人防洞室的保護(hù)方案基坑開挖過程中，人防洞室與基坑相交處局部會(huì)被縱向切斷，此時(shí)人防洞室及輕軌隧道的部分拱腳將被切除，從而形成一個(gè)較大的懸臂拱形板，（詳下圖4），可導(dǎo)致局部人防洞室倒塌，人防洞室的安全又將直接危及到輕軌的安全，因此確保人防洞室的安全又成為土石方開挖過程中的又一重點(diǎn)。為此建設(shè)單位又組織了設(shè)計(jì)單位、爆破協(xié)會(huì)、爆破施工單位等單位的專家共同研究施工方案。征得人防單位的同意，位于基坑邊的人防洞穴，可以用砼堵塞，人防洞穴堵塞后，基坑開挖將不影響輕軌的安全及人防洞室的安全。圖4基坑、人防洞室、輕軌相對(duì)位置剖面示意圖3土石方爆破方案將3.張1察施工工藝流程核現(xiàn)場(chǎng)勘容察侵→騙爆破方案設(shè)獎(jiǎng)計(jì)涉→硬施工準(zhǔn)抽備冶→單機(jī)械開挖隔振芬槽唱→前布孔、鉆寄孔扶→杰裝藥、堵塞、兄聯(lián)肢線沃→酬振動(dòng)監(jiān)測(cè)、覆竹蓋防護(hù)、警戒薦、起游爆孤→門爆后檢司查襯→踏爆破效果及監(jiān)畏測(cè)數(shù)據(jù)分含析淘→溝修正設(shè)計(jì)參數(shù)鑰、進(jìn)行下一道束工駝序鼻→納清渣暑3.2雁瓜淺孔松動(dòng)爆破酬由于相鄰炮孔負(fù)起爆間隔時(shí)間鍬很短，致使各自炮孔在爆破過較程中的能量場(chǎng)塔相互發(fā)生影響兆而產(chǎn)生一系列偉良好效果。主螺要優(yōu)點(diǎn)有礦：辦①落可使爆破地震唱效應(yīng)和空氣沖捷擊波以及飛石做作用降低薄。組②榨爆破后的巖塊浴塊度均勻，大蠻塊率低蜂。罵③擱爆堆形狀整齊終、集中，利于鋼提高生產(chǎn)效率敬果蒸。陰④部相應(yīng)提高了炸穴藥能量的利用析率。鷹這種淺孔松動(dòng)廊爆破是利用孔億內(nèi)孔間微差順念序起爆，利用福毫秒非電導(dǎo)雷趣管起爆系統(tǒng)，灑通過一定的爆視破設(shè)計(jì)和起爆鴨網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式魔，實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)微箭差的爆破技術(shù)擋，這項(xiàng)技術(shù)的喘使用，可有效膠地控制爆破震噴動(dòng)的危害。爆抖破時(shí)，一次爆惜破用藥的總量解不得超夕過梯3K辯g欠。詳秋圖卡3雙。令3.3匹鈔爆破區(qū)域的劃式分技本工程的東南爹側(cè)臨近地下輕米軌，距離屯約沙6濾m艷左右，按輕軌踐公司要求，輕懶軌隧道邊向運(yùn)外蒸5認(rèn)0績(jī)米的范圍內(nèi)均扒為輕軌保護(hù)范繼圍。所以靠輕稿軌嚴(yán)的飾50深m瓣的范圍內(nèi)在擬提定方案時(shí)均采形用機(jī)械切割巖犁石，用開巖機(jī)汗破碎；地下室甜其他部位均可近采用爆破作業(yè)柔。而且要求爆箱破前先完成減暫振槽的切割，野切割區(qū)先向下飲切割至茶少碗5任米深后再進(jìn)行惕爆破，有效地傅減少了爆破對(duì)值輕軌的危害。曬詳勉圖抵5關(guān)。離輕軌邊50m保護(hù)線爆破區(qū)域切割區(qū)域離輕軌邊50m保護(hù)線爆破區(qū)域切割區(qū)域連圖利5糊痕現(xiàn)場(chǎng)切割區(qū)和愧爆破區(qū)域圖示荒3.4刷發(fā)減振槽的設(shè)置糠減振槽是在基列坑周邊采用機(jī)朝械切割的方法你，開設(shè)的寬饅度耀1.5m生~干3排m辯、深度大于炮悅孔深郊度翻1.盒5打倍的條狀形基原槽。將爆破區(qū)稍域與保護(hù)區(qū)域券有效隔斷，減推少爆破振動(dòng)，死達(dá)到保護(hù)巖體涌安全的目的。季施工時(shí)采用機(jī)矛械開挖方式進(jìn)恐行分層切割開宅挖，開巖機(jī)配坡合分段破碎并臘裝運(yùn)出渣。減摟振槽的設(shè)置如辣圖這6臨。葬圖宋6筍亂現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械切割粥減振槽僑3.5省伐保護(hù)層開挖爆型破柔性墊層的鼻使用晴保護(hù)層開挖一支次爆破，是一老項(xiàng)成熟的新技哀術(shù)，其主要方安法是用手風(fēng)鉆佩一次鉆孔到位賺，孔底加柔性玻墊層，一次爆炸破完成的爆破缸技術(shù)，這樣既逆能保護(hù)基面，窄又減少了作業(yè)企循環(huán)，提高了拆效率。遮3.6曬看爆破監(jiān)測(cè)夫3.6.聞1泰本工程基坑四脂周臨近超高層扇建筑物及地下瓦管網(wǎng)，為防止司爆破地震波對(duì)扒周邊建（構(gòu)）矮筑物影響，按筐專家組意見，金委托了相關(guān)專糕業(yè)單位對(duì)爆破踐作業(yè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)魄，并對(duì)輕軌、郊萬豪、國貿(mào)三蠻處設(shè)臨時(shí)監(jiān)測(cè)培點(diǎn)。幸3.6.歪2鉗爆破作業(yè)前，第施工單位組織這了建設(shè)單位、守監(jiān)理單位等共叛同對(duì)臨近的建揮筑物及設(shè)施進(jìn)右行觀察，并進(jìn)茄行了拍照和攝宿像，包括原有瓣的建筑物是否亦有裂縫等現(xiàn)象喘。爆破前先進(jìn)禽行試爆，在試嚴(yán)爆時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)斜取得相關(guān)數(shù)據(jù)顯，并調(diào)整好用撞藥量，在爆破沫過程中不間斷枕監(jiān)測(cè)，建立相秋關(guān)的資料。爆背破監(jiān)測(cè)詳曬圖冒7鄉(xiāng)、程圖板8瓦圖飼7配?，F(xiàn)場(chǎng)位于國貿(mào)固爆破監(jiān)測(cè)點(diǎn)圖嘆示柱耽堵相下圖晃8醉駱現(xiàn)場(chǎng)位于輕軌嶄處爆破監(jiān)測(cè)點(diǎn)腥圖示綱4圍浴巖壁基坑垂直禾開挖的技術(shù)措靜施薦4.1杠跟機(jī)械切割、巖剝壁垂直開挖的搖施工霉巖體開挖前，翁按基坑開挖圖例測(cè)定出開挖邊喬線，預(yù)厭留蓬100m企m贈(zèng)左右的切割余袖量，采用機(jī)械渾切割，切割機(jī)晃的導(dǎo)軌需嚴(yán)格扣按開挖控制線購就位，并進(jìn)行報(bào)適量微調(diào)（內(nèi)鞏高外低），每音切割一皮后，肺由開巖機(jī)配合夢(mèng)分段破碎出渣甚，如此循環(huán)進(jìn)全行減振槽的開小挖，經(jīng)復(fù)測(cè)，鐮效果較好。巖隱壁垂直開挖效粗果見健圖筐9撿。邁圖族9腎用巖壁垂直開挖輛現(xiàn)場(chǎng)效果慨圖巴粉參豈偏掠圖片10中衛(wèi)筏板內(nèi)巖石開攻挖方法朋4.2煩襲施工測(cè)量控制這每次機(jī)械切割每前，均需對(duì)實(shí)技際開挖面進(jìn)行存測(cè)量，實(shí)時(shí)修亂正切割線的位興置，從而取得錫較高的控制質(zhì)駕量，實(shí)現(xiàn)垂直摩開挖的要求。牧5牽堵筏基、樁基、第條基的開挖輩5.升1臣筏基開挖霞由于筏基平面胞尺寸較大，而駐基礎(chǔ)深度一般偷在織2.射6鹽以內(nèi)，此時(shí)可滋采用分段切割維，開巖機(jī)進(jìn)行幻破碎，分段清售理出渣。見遇圖醒1喂0輔。而筏板內(nèi)的海電梯井則采用怪金鋼鉆抽取巖回芯成孔。析5.養(yǎng)2宰樁基開抗鷹樁基尺寸一般索在增2.8今m腳以內(nèi)，此時(shí)只索能采用金鋼鉆絞沿周邊抽取巖計(jì)芯，每皮鹽深嘗500m殊m毅。中部采用機(jī)甜械破碎或人工鑒用大錘振裂后砍出渣。見冒圖縫1朝1羨。場(chǎng)5.任3餓條基開挖南對(duì)于墻下條基將，只能采用機(jī)戰(zhàn)械切割的方式采進(jìn)行，后由開囑巖機(jī)破碎或人足工打鋼釬振裂嚼的方式出渣。緞見高圖涼1君2科。機(jī)械切槽機(jī)械切槽脹圖警11疏隊(duì)樁基機(jī)械鉆孔彎抽芯成孔徹圖宋豎謊由閃槍圖芽12淡衰墻下條基機(jī)械拆切割成槽圖腿6誼放爆破作業(yè)安全繪注意事項(xiàng)席6.1您第爆破作業(yè)及爆夫破器材使用均羨應(yīng)嚴(yán)格遵守現(xiàn)渴行《爆破安全特規(guī)程》和《民沙用爆炸物品管晨理?xiàng)l例》的相色關(guān)規(guī)定。耳6.2瓦買爆破設(shè)計(jì)必須浸由具有相應(yīng)資沾質(zhì)的人員設(shè)計(jì)費(fèi)，爆破作業(yè)必腿須由公安部門聽培訓(xùn)合格的爆假破人遲員儀佛必和安全人員實(shí)宣施，操作人員蘭必須做到持證禾上崗。刺6.3敬嶼減振槽寒沿開挖邊線采叨用時(shí)，機(jī)械開灘挖深度必須大惡于炮孔深醋度贈(zèng)1.仰5觀倍，寬度可控灣制日在知1.5目~脈3飼m達(dá)。軟，通過振動(dòng)監(jiān)俱測(cè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)信庫息化管理，隨艦時(shí)調(diào)整爆破參蛙數(shù)，鞠將郊爆破振動(dòng)控制蒙在允許標(biāo)準(zhǔn)以下內(nèi)，最大限度土地減小爆破振挽動(dòng)的影響。銀6.4馬計(jì)算藥量及裝財(cái)藥量必須精克略，做好爆破區(qū)恐的覆蓋工兒，田杜絕爆破飛石乏傷人喜。羊6.5稅剪現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)置擇警戒線，非爆自破人員嚴(yán)禁進(jìn)淋入施工現(xiàn)場(chǎng)，料施工人員必須尊佩戴安全帽。榨現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙陳，杜絕明火，漢做好炸藥庫房還的防火、防爆蒙工作。鑒7于番人防洞室的堵例塞措施立7.1錄艦處理方案的選則擇胸為避免人防洞賀室出現(xiàn)意外現(xiàn)晚象，人防洞室號(hào)處沿基坑邊縱劫向劑16伍m潛、橫泡向獄6蠅m伐的范圍內(nèi)暫不歉切割，形成后托開挖區(qū)。后開丑挖區(qū)的保留，幕可以承受人防犯洞室及輕軌隧柴道形成的壓力多，如流圖以1禿0接所示的虛線范驕圍內(nèi)為后開挖返區(qū)。后開挖區(qū)捏以外的土石方狹仍繼續(xù)開挖，間待人防洞室內(nèi)豐全部用砼填完渡并且達(dá)到一定壘強(qiáng)度后方可開揉挖。人防洞室位置后開挖區(qū)域人防洞室位置后開挖區(qū)域悶圖肝10域另人防洞室后開乘挖區(qū)域示意圖曬章平7.2拖餓洞室填堵施工賤7.2.1部罷洞室空間的測(cè)貴定愛根據(jù)人防辦提過供的人防洞穴攜的頂標(biāo)高約并在歐235奴m揚(yáng)左右，經(jīng)研究六決定，在開挖限至標(biāo)分高攝238熊m骨左右時(shí)，先局追部開出探孔，瓜對(duì)人防洞室內(nèi)丸部進(jìn)行實(shí)地測(cè)譽(yù)量，測(cè)出洞室卻內(nèi)部空間尺寸階、走向，為堵炮塞方案的確定慣提供依據(jù)。榜7.2.2丘斤毛石混凝土的研填充施工輸首先對(duì)洞室內(nèi)擔(dān)壁進(jìn)行處理，堆尤其是洞頂?shù)慕呅枞斯ご蚍?，將頂壁分孤段處理，使各換區(qū)段內(nèi)略形成闊坡狀。伸洞室內(nèi)般每輔4冤m玻左右分段砌軋筑綱800m記m賤左右厚的毛石懷墻，每次砌筑墓高怨度惕50災(zāi)0獵左右。采用泵形送混凝土，由胞內(nèi)向外分段澆蘇筑。各段內(nèi)每謙次澆槳筑求30諒0奶左右厚的混凝芒土，安排專人厚拋梢擲交3于0防％混凝土量的胳毛石（就地取赤材），并振搗鍬密實(shí)。慌7.2.盾3亦洞室頂部空隙洗的處理信各段內(nèi)余高課在件0.5丈m奮左右時(shí)改為壓慕力灌注混凝土倆。寫各區(qū)段的位置慣用機(jī)械鉆孔的仔方式布置灌注們孔與排氣孔，太見利圖司1賽1昂。壓力灌注孔疏可通過測(cè)量布唇置在洞頂較高沈的一側(cè)。灌注念孔上用膨脹螺證栓將泵管與輸丸送泵進(jìn)行連接變，將泵送壓力事調(diào)柄至雀0.4MP注a鋼后實(shí)施壓力灌限注，待排氣孔噴內(nèi)的漿液充滿兵時(shí)，維持壓力頭半小時(shí)左右后菜停止灌注。灌仗注的混凝土采當(dāng)用魄C2擊5暢細(xì)石混凝土，捕內(nèi)摻水泥含魚量厭1轎0遭％奮的藏Z忘Y攜型膨脹劑，以佩減少后期收縮非量。機(jī)械鉆孔灌注孔機(jī)械鉆孔灌注孔掛圖番11熟齡灌注孔的布置種圖猴8虜墻應(yīng)用效果布8.1愚慎安全穩(wěn)定可靠滾，經(jīng)濟(jì)效益顯浴著論采用設(shè)置減振定槽的方法，在姐實(shí)施爆破時(shí)有零效地保護(hù)了保謊留巖體的穩(wěn)定羨性。巖壁的垂族直開挖，較留躲置工作面減少翼石方開挖驟量擔(dān)8400m蜻3餡。采用松動(dòng)爆縱破則增加了爆蹈破施工的安全博性及爆破效果淘，較靜態(tài)爆破鋤節(jié)約成疏本至33按0媽元半/m光3業(yè)，較人工鑿打灶節(jié)約成嘴本掘38股0館元臨/m家3炭，在施工進(jìn)度譽(yù)上，是靜態(tài)爆衰破族的惱8顫倍，人工鑿打拐的斤2后0亡倍。該項(xiàng)目已諸于灣200少9辮年躍1獄2辨月立2情5遲日完成了基坑辟開挖，整個(gè)施飄工過程安全，閱較計(jì)劃工期提就前年2糊6槐天。圍8.2鴉獸應(yīng)用前景廣闊餅在松動(dòng)爆破時(shí)陰設(shè)置減振槽，藝可廣泛應(yīng)用于頑各種石方的開厘挖，特別是對(duì)減城