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青岛地铁一期工程（3号线）05标段爆破工程设计方案编制：审核：批准：二0一0年七月1第一章工程概况1.1工程地理位置及概况青岛地铁一期工程（3号线）西起自市南区的青岛火车站，向东沿广西路、太平路、文登路、香港路，到市政府拐入南京路向北，经江西路、宁夏路、辽阳西路，后进入哈尔滨路、黑龙江路、万年泉路到李村，向西沿京口路、振华路到到终点铁路青岛北站。线路呈“西-东-北-西”走向，途经市南区、市北区、四方区、李沧区、正线全长约24.9km。全部为地下线，设车站22座，其中换乘车站6座。最大站间距1558.705m，最小站间距759m，平均站间距1159.81m。全线设站22座，其中明挖车站15个，暗挖车站7个，全部为地下站，分别为青岛火车站、人民会堂站、汇泉广场站、中山公园站、太平角公园站、湛山站、五四广场站、浮山所站、宁夏路站、敦化路站、错埠岭站、清江路站、双山站、保儿站、河西站、河东站、万年泉路站、李村站、君峰路站、西流庄站、永平路站、火车北站。3号线换乘站共6座，其中青岛火车站、五四广场站、李村站是3号线与2号线换乘站；浮山所站是3号线与5号线线换乘站；错埠岭站是3号线与4号线换乘站；火车北站是3号线与1号线、8号线换乘站。本标段包括二站、二区间内的土建工程,二站分别为浮山所站和宁夏路站，二区间分别为浮山所～宁夏路区间,宁夏路～敦化路区间。浮山所车站工程：包括车站主体及附属工程土建工程。车站主体长189.5m，结构断面为地下单拱双层结构，为标准岛式站台车站，车站主体结构采用浅埋暗挖法施工。附属工程包含3个出入口通道，2座风道。宁夏路车站工程：包括车站主体及附属工程土建工程。车站主体长154.75m，为地下双层双跨矩形框架结构，为标准岛式站台车站，车站主体结构采用明挖法施工。附属工程包含4个出入口通道，1个紧急疏散口通道及2座风道。浮山所站～宁夏路站区间工程：区间起讫里程：K8+596.200～K9+352.750，区间全长756.55m。包含区间隧道主体部分、施工竖井、施工联络通道、人防段及其它附属工程。宁夏路站～敦化路站区间工程：区间起讫里程：K9+507.500～K10+129.100，区间全长621.6m，本区间的中部没有施工竖井。区间隧道只能以两端的车站作为施工通道。本标段只包含从宁夏路站向敦化路站208m的区间隧道和人防段的施工。21.1.1浮山所车站概况车站位于南京路与江西路十字路口南侧，沿南京路南北走向，浮山所站位所处位置地面交通流量较大；车站西北角及西侧均为高层建筑，东侧为多层住宅小区，建筑为6～7层，东北侧为南京路小学操场。路面地势较为平坦，南京路现状路宽25～35m，地面交通流量较大。车站位置道路下市政管线密集，并且在江西路路口以北的南京路下方有雨水盖板涵，宽约3m，埋深在2.5m左右，其他管线埋深较浅。1.1.2宁夏路车站概况宁夏路站位于南京路与宁夏路交叉口南侧，沿南京路方向布设。车站北端为红领立交桥，东侧为八大湖小区，西侧为中联建业创意广场。现状南京路道路宽度为25m，为双向七车道，为青岛市主干道，交通繁忙。站区市政管线密集。1.1.3浮山所站～宁夏路站区间隧道工程概况本区间起至南京路与江西路交叉口的二十五中站，沿南京路向北前进，至南京路与宁夏路交叉口的宁夏路站，呈南北走向。区间隧道全部位于南京路下方，沿线建筑物距线路均较远，线路左线全部位于雨水暗渠下方，区间平面线形顺直，纵断上区间为单面坡，坡度为2.2%的单面坡。1.1.4宁夏路站～敦化路站区间隧道工程概况宁夏路站～敦化路站区间，南北走向，起自宁夏路与南京路交叉口南侧，终到延吉路与南京路交叉口北侧。沿线为密集的民宅、办公楼、商铺及横穿宁夏路高架快速路，交通繁忙，地面标高19.95～39.90m。1.2工程地质与水文地质标段范围内第四系上部土层为人工填土（素、杂）、粗砾砂、粉质粘土，下伏基岩为燕山期花岗岩，主要为燕山晚期（γ53）侵入花岗岩为主，部分燕山晚期侵入脉岩，岩性为煌斑岩，呈脉状穿插其间，于不同岩性接触带见有糜棱岩、碎裂岩。强风化带风化厚度较大，中、微风化岩面起伏较大，依次为强风化花岗岩上亚带、强风化花岗岩中亚带、强风化花岗岩下亚带、中风化花岗岩和微风化花岗岩。地下水类型按赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水和块状基岩裂隙水两类。第四系松散岩类孔隙水呈片状、条带状分布于山前冲洪积坡地和山间冲洪积坡地内。块状基岩3裂隙水主要赋存于基岩中，包括风化裂隙水和构造裂隙水。青岛市所处大地构造单元相对稳定，区域地质构造受华夏式NE向构造体系的控制，较大的断裂构造有“沧口断裂”，“王哥庄-山东头断裂”，“劈石口-浮山所断裂”。上述断裂相对于区域构造体系，具有规模小、影响地壳深度浅、构造线简单的特点，不具备“地应力场”集中的条件。历史地震观测资料表明：本市未发生过破坏性地震，以弱震、微震为主，且震中离散，无明显线性分布。本区不具备发生破坏性地震的构造条件，影响烈度主要来自远场的“中～强”地震。场区区域上属相对稳定地块。浮山所车站站址北端有F10断裂与车站主体结构正交，断裂带内主要为碎裂岩，地下水贯通性好，车站开挖时可能造成突水，着重对该地段采用帷幕注浆。宁夏路站址附近及区间无影响场区的特殊地质构造。第二章总体方案设计2.1爆破特点及要求（1）隧道周边建筑物众多，管线密布，周边环境复杂，因此对爆破震动要求严格，需要制定行之有效的减震措施，确保地面建筑物及设施的安全。地表建筑物基础位置的爆破振动速度控制在2.0cm/s以内。（2）隧道地质条件复杂，要求爆破作业时刻关注围岩构造变化。（3）车站隧道断面大，要求对爆破方法选择合理，便于实施。2.2钻爆设计原则根据工程实际、工程要求、地质地形条件和地表建筑物分布情况，确定设计原则为：（1）确保地面建筑物、市政管线和现场施工人员的安全。设计方案要进行爆破振动安全计算，要严格按照《爆破安全规程》GB6722-2003进行设计和施工，要有具体的安全施工措施。（2）严格控制掏槽爆破、预裂爆破的单段起爆药量，尽可能多的创造爆破临空面。（3）通过降低单循环掘进进尺、增加钻眼数量，控制爆破规模等措施，控制单孔装药量和最大单段起爆药量，使有限的装药量均匀地分布在被爆岩体中，从而将地面控制点的爆破振动速度控制在2cm/s以内。（4）对软弱岩层采用缩短错开距离，及时支护等手段，保证顶板安全。（5）对设计确定的钻爆参数进行现场爆破试验和爆破震动监测，以取得合理的爆破参数。爆破参数应根据地质地形条件和地面建筑物的情况、爆破振动监测结果，适时4调整、动态管理。考虑以上设计原则，该工程应按总体施工组织分期实施。不同地段对应不同的工作内容和施工方法。2.3爆破施工方案比较与选择隧道施工方法应根据施工条件、围岩类别、埋置深度、断面大小以及环境条件等因素；并考虑安全、经济、工期等要求进行选择。选择施工方法时，应以安全为前提，综合考虑上述条件。当隧道施工对周围环境产生不利影响时，应把环境条件作为选择施工方法的重要因素。同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加不必要的投资。隧道施工方法有很多，但大体上有全断面法、分部开挖法、导坑法和台阶法四大类及若干变化方案。2.3.1全断面法全断面法常用在Ⅰ～Ⅲ级硬岩中，利于施工组织，能够提高施工速度。该法可采用深孔爆破。2.3.2分部开挖该方法可分为4种变化方案。（1）环形开挖留核心土法，（2）单侧壁导坑法（CD法），（3）CRD法和（4）双侧壁导坑法。这四种方法适用于土质或易坍塌的软弱围岩地段，一般在地表沉陷难于控制、地表下沉量要求严格时采用。分部开挖法的施工工序较多、造价高、进度慢，局部使用钻爆方法。由于采用分部开挖，施工的其他工序对爆破规模的限制较大，一次起爆药量有限，爆破对地面建筑物的振动影响较易控制。具体的爆破设计应根据工程进展及工作面围岩分布的实际情况进行。2.3.3导坑法当岩层比较松软或地质条件复杂，隧道断面特大或涌水量较大时，可采用导坑法。导坑法就是在隧道断面内，先以小型断面进行导坑掘进，然后分多步逐渐刷大到设计断面的开挖方法。分部开挖的位置、尺寸、顺序及开挖间距需要根据围岩情况，机械设备、施工习惯等灵活掌握。但必须遵守以下原则：（1）各部开挖后，周边轮廓都应尽量圆顺，以避免应力集中。（2）各部开挖高度一般取2.5～3.0m为宜，这样施工比较方便。5（3）分部开挖时，要保证隧道周边围岩稳定，并及时做好临时支护工作。（4）各部尺寸大小应能满足风、水、电等管线布设要求。超前导坑有利于探明前方的地质条件，地质变化时，变更施工方法容易。但导坑法也存在工序繁多，对围岩多次扰动，开挖面暴露时间长，易造成塌方；且作业空间狭小，施工环境差，工效低等缺点。隧道常用施工方法6导坑法爆破开挖示意图2.3.4台阶法台阶法多用于Ⅳ～Ⅴ级较软而节理发育的围岩中，也适用于高类和低类围岩。按照台阶错开的距离分类，台阶法分为3种变化方案。（1）长台阶法。上下台阶距离较远，一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨，施工过程中上下部可配属同类机械进行平行作业，当机械不足时也可交替作业。采用此方案，可根据施工进度要求，先长距离地施工上半断面，或在上半断面贯通之后，再挖下半断面。它的施工干扰少，机械配套，施工通风和测量均较简单，可进行单工序作业。（2）短台阶法。上台阶长度小于5倍但大于1～1.5倍洞跨，适用于IV，V级围岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件。但是，上台阶施工干扰较大。（3）超短台阶法。上台阶仅超前3～5m，断面闭合较快。此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇软弱围岩时，需慎重考虑，必要时应采用辅助施工措施稳定开挖工作面，以保证施工安全。第三章钻爆设计3.1浮山所暗挖车站爆破设计本车站采取暗挖施工，因此，必须严格将爆破震动速度控制在允许值范围内。3.1.1爆破施工方案钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，衬砌结构受力达到最佳状态，提高防水板铺设效果，本车站隧道采用微振动控制光面爆破技术，爆破要严格保证断面单次循环进尺，严格控制爆破振动对被保护物的影响，并在施工中应根据具体地质、环境条件和爆破效果随时修改爆破参数设计，即随时进行爆破参数优化。达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超挖，杜绝欠挖。并要求对爆破有可能影响的建筑物进行爆破前后鉴定，爆破7时进行安全警戒。Ⅲ～Ⅴ级围岩按照双侧壁导坑法施工钻爆设计见“爆破设计图”，将整个断面分成三大部分，1、2部为一个上、下台阶（同样：3部和4部、5部和6部），爆破设计参数见“上台阶爆破参数设计表”和“下台阶爆破参数设计表”。施工爆破参数，根据现场试验，进行调整，动态控制。详见区间爆破设计。上台阶爆破参数设计炮眼名称孔深（m）单孔药量雷管段数掏槽眼1.50.51扩槽眼1.60.52辅助眼（掘进眼）1.40.53～9周边眼1.40.1510～12下台阶爆破参数设计炮眼名称孔深（m）单孔药量雷管段数扩槽眼1.60.53辅助眼（掘进眼）1.60.55～7底板眼1.60.593.1.2爆破防振措施为了降低爆破地震效应，国内外进行了长期的探讨和研究。实践证明，采用以下技术措施可以有效降低爆破地震效应。123456123456爆破设计图83.1.2.1采用低爆速、低密度的炸药或减小装药直径理论研究和实践表明，炸药的密度ρ与其爆速D的乘积愈接近爆破介质的poDo值，其振动速度越大;炸药的PD值大于介质的poDo值，振动强度显著增加，反之减小。因此选用低爆速、低密度炸药，或减少装药直径，可获得显著的降振效果。3.1.2.2控制单响最大药量爆破振动主要与炸药量、爆心距和介质条件有关，而这些条件中人为控制最有效的因素就是炸药量。将一次爆破药量分成多段毫秒延时起爆，使得爆破地震速度峰值减小为受单响最大药量控制，这样，一次爆破规模可扩大很多倍而不会产生超强振动。在分段起爆过程中，虽然每段单响药量相同，但由于一个段别有很多炮孔，那么同一段雷管起爆时差精度对爆破振动峰值会产生一定影响。一般来说，