[浅谈杭长高铁义乌火车站路基土石方开挖爆破施工与设计] 路基土石方开挖技术交底

     摘要:介绍了杭长高铁义乌火车站既有线旁进行爆破施工的成功案例, 文中对如何保证行车安全和线路设备安全前提下的爆破开挖施工进行了详细阐述;对较为复杂的周边环境和设施,施工中通过有效地技术控制,强有力的方案保证,高标准的防护要求,最终爆破达到预期,未对周围建筑物及运行的设施造成影响。 关键词:路基开挖;爆破参数;安全防护;施工设计;
  Abstract: The successful case of Yiwu High-Speed Railway Station blasting construction is introduced in this paper. This paper described the security under the premise of how to ensure traffic safety and line equipment blasting excavation and construction in detail; to the complexed surrounding environment and facilities, the construction by effectively control strong programs to ensure high standards of protection requirements, eventually blasting to achieve the desired goal, didn’t impact the facilities of the surrounding buildings and running.
  Keywords: excavation of the roadbed; blasting parameters; security; construction design
  中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
  (1.
  
  
  0、引言
  随着铁路建设事业的快速发展,复线建设既有铁路改建项目日益增多,由于受地形、地质、爆破环境等条件和工程投资限制,新增第二线大部分设计在既有线旁,以减小总的增建、改建工程量并缩短建设周期。既有线运输任务繁重,行车密度大,因此,在既有线旁进行爆破施工时如何保证行车安全和线路设备安全,是施工必须解决的重要课题,特别是既有线石质路堑,需开挖的既有边坡,一般既高且陡,爆破施工环境极其复杂,施工技术难度大。
  1、工程概况
  沪昆铁路客运专线杭州至长沙段东起浙江杭州,西至湖南长沙,线路横贯浙江、江西、湖南三省。浙江段义乌火车站东侧站前工程为重点控制性工程,位于既有义乌火车站东侧。经现场实地勘察查明该土石方开挖工程南北向总长度约1588.5m,最大开挖高度约40m,其中K308+090.13~K308+301.62和K309+247.62~K309+678.62段为拉槽爆破段,距离沪昆上行既有线57m。K308+811.53~K309+247.62段为全断面开挖段,距离既有沪昆上行线(6)股道约32m。
  2、爆区周围环境
  本次爆破的山体,中部爆区最近距离义乌火车站既有线22米,火车站站台30米,距离候车室118米,高差40米;南部爆区距离既有线40米,东面为270kv动车组动力线、浙赣铁路,爆区距离义乌火车站候车室118m;北面、南面为山体;西面90m为变电所;
  3、工程难点
  上下线通行列车比较频繁,旅客密集。除“要点”限定每日的爆破次数和时间外,爆破作业时还必须利用列车行车间隙瞬间起爆。在整个施工期间要做到四个“必须”:必须保证既有线的安全,必须确保电气化铁路接触网的安全,必须确保行车安全,必须确保行车正常运行。爆破区周边环境见图1。
  
  图1 爆破周边环境
  Fig.1 Blasting the surrounding environment
  4、安全控制指标
  爆破飞石不得影响周边建(构)筑物,个别飞石控制在20m以内;沪昆既有线方向确保无飞石;根据《爆破安全规程》规定,控制候车室等钢筋混泥土建筑安全振速≤4cm/s;变电所的安全振速≤0.5cm/s;通过采取安全技术措施后尽量减轻爆破后粉尘对环境的污染。(详见图2义乌火车站路基开挖爆区安全警戒分布示意图)。
  
  图2路基开挖爆区安全警戒分布示意图
  Fig.2 Subgrade excavation blasting area security alert distribution diagram
  5、爆破方案
  设计采用深孔松动爆破为主,城镇浅孔控制爆破为辅的控制爆破方案[1],既有线旁路堑石方控制爆破[2]。
  开挖采用从南北两端同步开挖向中部推进,爆破方式采用由上至下台阶式分层开挖,每层开挖高度5-12m,爆破指向为南北方向。确保既有线方向无飞石,保证既有线方向人员、设备安全之目的。该段西侧边坡施工方法
  同拉槽段;靠近既有线路一侧,均预留5米左右的保护层(岩坎)。对预留边坡采用浅孔爆破和机械修整相结合的方法施工。
  6、爆破技术参数
  6.1、爆破布孔方式
  布孔方式采用梅花形布孔;以垂直炮孔为主,个别位置根据实际情况采用倾斜孔。
  6.2爆破参数的选择
  (1) 中深孔爆破参数的选择
  爆破方式 :深孔松动控制爆破;
  钻孔直径:D=90mm;
  台阶高度:H=10m;
  钻孔深度L:L=H+h,具体根据地势起伏情况,钻凿5~12m的孔深。
  倾斜孔L=H/sinα+h,其中α为炮孔倾斜角度,α=80°~90°;
  最小抵抗线:w=(30°~35°)D;D-钻孔直径
  本工程对90mm孔w取2.5~3.5米;
  底盘抵抗线wd:根据经验75°~90°的坡度一般取值范围为90mm孔2.5~3.5米。
  孔距:a=(0.8~1.5)w=2.8~4.5m,
  排距:b=(0.8~1.0)a=2.5~3.5 m,
  前排钻孔装药量:Q=KHWa
  后排钻孔装药量:Q=(1.1~1.2)KHab
  K-单位炸药消耗量,取0.3kg/m3,施工时,根据岩性及试爆情况进行调整。
  超钻:h=(0.15~0.35)wd 本工程取0.5~1.0 米;
  堵塞长度:L堵≥1.2w(w为最小抵抗线)
  本工程炮孔堵塞长度90mm孔不少于3m
  (2)、拉槽爆破孔网参数的选择
  台阶高度:H=7m;
  超钻:取1.0m;
  最小抵抗线:取W=2.0m;
  钻孔倾角:α=80°~85°;
  孔距:a=2.5m;
  排距:b=2m;
  炸药单耗:取q=0.5kg/m3;
  单孔药量:Q=KHWa=17.5kg。
  堵塞长度:4.2m。
  以上参数通过爆破试验后,根据实际效果进行适当调整。
  (3) 浅孔排炮爆破参数的选择
  1)根据现有机具,采用YT20型气腿式钻机凿岩,成孔直径D=42mm。
  2)孔深由台阶高度确定一般情况下≤4.0m。
  3)超深(h)
  一般为2~4m,若假设台阶为H=4m,超深按下式确定:
  h=(8~12)D,取0.5m。
  (4)底盘抵抗线W底选定
  按炮孔孔径倍数确定:
  W底=(20~50)D,取1.2m

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