深基坑爆破开挖施工及边坡防护技术

汪锐

[摘要]龙岗隧道是一座长度为414米的中小隧道，隧道出口围岩状况良好，属于弱风化及微风化千枚岩层，决定采用明挖爆破法施工。由于该隧道出口位于冲沟，造成洞门两侧明洞仰拱基坑高差达28m，山体和边坡的稳定对基坑中作业人员和机械构成很大的威胁。本文主要介绍该隧道深基坑爆破开挖及防护施工技术。

[关键词]深基坑边坡防护爆破开挖

1.工程概况

明洞仰拱基坑区域主要为石方，采用爆破开挖的方式，共计开挖石方量约6.8万m3。明洞基坑开挖长度约33m（沿隧道中心线方向），宽度约45.606m，明洞轴线位置最大开挖高度为28m。做好仰拱深基坑的开挖及支护是明洞施工的关键。根据工程实践，介绍龙岗隧道明洞仰拱的深基坑开挖及支护等施工技术。

2.工程周边环境

本工程位于江田特大桥最北侧，三面环山。东侧为婺源至德兴县道，南侧约600m处为项目部办公驻地，南侧、北侧均为低山。

3.总体开挖思路

根据设计图纸圈定的范围自上而下分台阶开采。最终边坡、缓冲平台及最终开挖底标高符合设计要求。开挖区主体采用台阶钻孔爆破、挖掘机装车、自卸汽车运输、保护层采用液压破碎锤配合人工风镐清理；开采的石料回填到指定位置。

3.1爆区道路设计从先期江田特大桥台背开挖的路基开始，修筑+5m宽进山道路，纵坡坡度为60，路面宽度为7m，从已修成的施工便道拐角处向北修筑+12m装运平台，进入明洞仰拱基坑工作面。

3.2开挖推进顺序基坑开挖总体由南向北，同时向东西两侧拓展，由上至下。因基坑开挖范围小，所以下层开挖工作必须待上层开挖全部工作完成以后方可进行。

明洞仰拱基坑分三层开挖，第一层为12m标高以上，采用深孔爆破技术，本层开采结束后，开采第二层，为7m～12m标高，并修筑7m标高装运平台，本层开挖采用浅孔爆破技术，自西向东由南向北开采。第三层开采又分为三层台阶进行施工，

4.明洞仰拱基坑施工工艺

4.1施工准备本工程爆破实施前，除准备相应的爆破材料等以外，相关爆破施工专项方案必须经公安部门审批后才能进行爆破作业。同时，应进行相应的施工准备，具体如下：（1）按照现场条件，对所提供地形地貌和条件进行复核；（2）调查了解施工工地及其周围环境情况；（3）爆破工程作业时间内的天气情况及爆区周围环境情况。（4）修建临时生产、生活用房和生产设施；（5）机械设备安装、调试；（6）根据业主提供的电源和水源接入点，架设施工电力线路和供水管线；（7）修建施工通道。

4.2施工工艺流程基坑开挖范围测量放线→挖地表截水沟→开挖明洞仰拱基坑地表部分→开挖明洞仰拱基坑(同时进行边坡防护)→开挖试验坑(至底基面)→进行地基原位承载力试验及摩擦系数试验→（试验结果满足设计要求后）继续开挖至底基面,并在基底做汇水沟和集水井→平整并处理底基面4.3明洞仰拱基坑主要施工工艺4.3.1基坑开挖1、爆破方案选择根据现场地质情况，首先对明洞仰拱基坑区域采取镐力机整平至标高+22.00，然后根据该开挖区域的地形地貌、地质条件、周边环境以及设计单位对基坑开挖的技术要求等，参考各种爆破方法，爆破方案选择以深孔与浅孔爆破相结合，辅以液压破碎锤作业，边坡开采主要采用光面（或预裂）爆破技术。（具体分层见图1:开挖顺序图）深孔爆破技术：主要用于明洞仰拱基坑第一层（12m标高以上开挖部分）。

浅孔爆破技术：主要用于明洞仰拱基坑第二层和第三层台阶。

液压破碎锤作业：主要用于基坑底部1米保护层清理和个别大块的破碎。

光面（或预裂）爆破技术——主要用于边坡成型的爆破。

2、爆破参数设计炮孔孔径的大小直接关系到施工进度、爆破成本、爆破后石块的粒径，同时和爆破有害效应关系密切。一般情况下，孔径越大、延米爆破越大，爆破成本越低，但与此同时爆破有害效应控制的难度越大，反之，则相反。应该注意的是孔径过小对于大区多排孔的爆破不利，因此孔径不宜过小。为减少钻具种类和降低爆破对保留基岩的破坏和扰动，本工程主体爆破采用115mm孔径，道路修筑及开挖高度小于5米时，采用浅孔爆破技术，其孔径为40mm。

目前土石方爆破常用的炸药有粉状乳化、多孔硝铵及普通乳化炸药等。本工程深孔采用直径Φ90乳化炸药为主，浅眼爆破和光面爆破采用直径Φ32乳化炸药为主。

（1）深孔爆破设计钻孔直径D=115mm，采用履带式潜孔钻机；台阶高度H与开挖完边坡台阶一致，本工程最大台阶高度＜20m；为消除挖运时台阶上部松石、险石对装运的影响，本工程炮孔倾角θ为75°～90°（按90°计算）；由于本工程为基坑开挖，基岩面要求严格，不允许超深。

根据岩石的工程地质条件及周边环境情况，灵活采用连续装药或分段装药，孔口以炮泥或岩粉堵塞密实。

（2）浅孔爆破参数设计钻孔直径D=40mm，采用手持式钻机；台阶高度H＜5m；底盘抵抗线W=（25～40）D，取W=1.4m；同排炮孔间距a=(1.0～2.0)w，取：a=1.5m；排距b=(0.8～1)a，取：b=1.2m；炮孔倾角α=80°～90°；孔深L=H+h=5m，其中炮孔超深h=0；堵塞长度L堵=1.5m；单孔装药量Q=（L-L堵）×每米炸药重量=3.5kg，其中Φ32炸药每米重量按1kg计算；炸药单耗q＝3.5/(1.2×1.5×5)=0.39kg/m3。

3边坡防护本工程基坑边坡防护措施有两种，当边坡为逆向坡时，采取挂钢筋网并喷射C20砼（12cm厚）的防护措施；当为顺向坡时，除喷射C20砼（12cm厚）外，同时可以根据现场实际开挖情况考虑采用预应力锚索及锚杆进行边坡锚固处理。

本工程喷射砼施工工艺采取干拌法喷射工艺，即将骨料、水泥和速凝剂按一定比例干拌均匀，然后装入喷射机，用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态压送到喷枪，再在喷嘴处与高压水混合，以较高速度喷射到岩面上。主要施工工艺流程为：施工准备→人工修整并清理坑壁→喷射6cm厚混凝土→挂钢筋网→二次喷射混凝土→养护。

5结语

（4）深基坑的施工虽然不是工程的主体施工，但它是保证主体工程施工顺利进行的一项非常重要的措施，其施工的质量、工期、安全也影响和制约着主体工程整体控制目标的实现。因此，在控制施工质量要点的同时，还要坚决执行各项制度，如签证制度做好隐蔽工程验收等。并且加强施工中各单位紧密配合，各工序合理安排，减少基坑的裸露时间，基坑开挖完成后应尽快由质检、监理、施工等部门验槽，及早开始主体结构工程的施工。由于基坑距离既有线比较近，在开挖过程中要加强水平位移检测及时掌握基坑稳定的情况和铁路路基的沉降情况，一旦出现事故苗头及时采取相应措施加固，以确保既有线安全。