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摘要：为尽可能减轻爆破对桥桩的影响，采用微差减震控制爆破，上部掏槽眼位尽量布置在底部，以加大掏槽部位距桩底距离，减小掏槽爆破对其振动的影响。扩槽眼和辅助眼采用左右交替布设，内圈眼和周边眼采用间隔布设，由爆破时差作用引起对左、右侧产生不同震波，从而达到对桩基更好的保护作用。
关键词：爆破；桩底；震波
Abstract: as much as possible to mitigate the effects of blasting on the bridge pier, adopt differential damping control blasting, the upper cut eye arranged at the bottom, as far as possible in order to increase the cut parts from the pile bottom distance, reduce the influence of cut blasting vibration to its. Expansion slot around eyes and auxiliary eyes using alternate layout, inner ring around eye and eye with interval setting, caused by blasting jet lag effect differently on the left and the right side of the shock wave, so as to achieve better protection effect of pile foundation.
Key words: blast; The pile bottom; Seismic waves
中图分类号：TB41文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、工程概况：
大连地铁马~湾区间右线设计起点里程DK15+323.408，设计终点里程DK16+396.949,区间右线长度1073.338m（含短链0.203m），区间左线长度1069.542m（含短链3.999m），线间距12.5~13m，区间隧道为单洞马蹄形断面，矿山法施工。区间线路埋深为11.3m～27.6m。
马湾区间穿魏台桥影响里程范围为：左线DK16+140～DK16+230,右线DK16+150～DK16+240，长度为90m。区间主体于DK16+175～DK16+230处下穿魏台桥及马栏河河道，河道现状宽约26～29m，两侧用浆砌片石和混凝土护坡，现有河床为素混凝土，已无明排水，浇筑混凝土厚度约20cm。魏台桥为四跨间距15m的简支板梁结构，上部结构为空心板梁，桥梁各跨支座为三跨连续盖梁（截面1.4m×1.2m），每道盖梁下横向设置四根1.2m直径桥柱及柱下直径1.7m单桩承载（端承桩）。根据勘察资料显示端承桩桩底距拱顶最大距离为3.973m，最小距离为-5.2cm（即侵入拱顶5.2cm）。
图1隧道-魏台桥、西部大通道桥关系平面示意图
图2隧道-魏台桥、西部大通道桥关系剖面图
为尽可能减轻爆破对桥桩的影响，采用微差减震控制爆破，上部掏槽眼位尽量布置在底部，以加大掏槽部位距桩底距离，减小掏槽爆破对其振动的影响。扩槽眼和辅助眼采用左右交替布设，内圈眼和周边眼采用间隔布设，由爆破时差作用引起对左、右侧产生不同震波，从而达到对桩基更好的保护作用。
二、地质情况
1、岩土分层
杂填土：灰褐色，松散-稍密，稍湿-饱和，主要有混凝土块石、碎石、砂土、建筑垃圾及少量粘性土组成，硬杂质含量在80%以上，该层普遍分布，层厚0.6～8.7m。
粉质粘土：灰褐色，软塑状态，湿，干强度中等，韧性低，含10%左右碎石、角砾、含少量有机质，层厚1.4～3.9m。
卵石：灰黄色，中密状态，饱和，石英岩卵石呈亚圆形粒径20～100mm不等，含量占60%以上，分布不均匀，粘性土和砂砾石填粒间空隙，局部含漂石，层厚0.9～3m。
强风化板岩：灰色，变余结构，板状构造，结构大部分破坏，岩心多呈碎块状，可用手折断，层厚0.8～1.9m。
中分化板岩：青灰色，变余结构，板状构造，板理、节理发育，裂隙面多见有黄褐色水锈，岩心多呈短柱状，块状，为较软岩。
强风化石英岩：灰黄色，变余结构，结构部分破坏，岩心多呈碎块状。
中风化石英岩：灰白色，中厚层状构造，为较硬岩。
2、场地地下水
本场地地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在杂填土、卵石层中，基岩裂隙水主要赋存于强风化及中风化岩层中。稳定地下水位埋深0.8～4.1m，水位高程19.1～20.35m。
图3 马栏河右线地质剖面图 图4马栏河左线地质剖面图
三、弱爆设计
1、钻爆设计原则
（1）采用微差减震控制爆破。
（2）采用分步开挖，以创造多临空面条件，每部分又分为多段起爆，控制爆破规模和循环进尺，以达到控制质点振动速度的目的。
（3）炮眼按浅密原则布置，控制单眼装药量，使有限的装药量均匀的分布在被爆破体中，采用非电毫秒不对称起爆网络降低隧道爆破的振动强度。
（4）上部掏槽眼位盡量布置在开挖部位的底部，以加大掏槽部位爆源至地面建筑物基础底部（或地面）的距离，减小掏槽爆破对周围建筑物的振动影响。
（5）拱部雷管段位采用掏槽眼统一段位，扩槽眼和辅助眼采用左右交替布设，内圈眼和周边眼采用间隔布设，由爆破时差作用引起对桩底左、右侧产生不同震波，从而达到对桩基底部更好的保护作用。
（6）掏槽眼与掌子面间成向内倾斜锐角62o，除周边眼外其余炮眼由内向外与掌子面形成夹角不断扩大，直至周边眼与掌子面垂直。
2 、爆破器材的选择
根据隧道所穿越围岩的坚固性系数f以及岩石纵波波速等，选用威力适中、匹配性好、防水性好、易于切割分装成小卷的2#岩石乳化炸药，引爆器材则选用国产Ⅱ系列非电毫秒微差导爆管。
3、 装药结构
除周边眼采用间隔装药外，其余各炮孔均采用孔底连续装药。见图
图5 装药结构示意图
4、爆破顺序
上台阶光面爆破顺序按照：先掏槽眼→扩槽眼→辅助眼→内圈眼→周边眼
下台阶松动爆破顺序按照：先掘进眼→周边眼、底板眼
图6 台阶法弱爆炮眼布置示意图
图7 掏槽眼结构图
区间隧道DD-3(DD-3a)断面台阶法钻爆设计参数表，
下台阶爆破时已经有了较大的临空面，产生的震动也很小，之前的震速测试基本在0.4cm/s左右，故下台阶的爆破装药参数与标准断面的炮眼布置及装药参数类似，如下：
下台阶爆破设计参数表（1.0m）
大连市地铁 2 号线土建208 标爆破监测
马湾区间 站（区间）监测日报表（2012.11.30日）
四、施工监控量测
1、监测目的
（1）通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
（2）通过监测确保正洞开挖期间周边的建（构）筑物、道路和管线正常运行；
（3）通过监测观察地下水位、水压变化情况，采取相应措施，保证周围建筑物不因地下水位变化过大而引起下沉、倾斜；
2、 测点布置及监测项目
2.1 地表沉降测点
（1）、监测仪器：
电子精密水准仪＋平板测微器，玻璃钢瓦尺，量测精度0.4mm/km。
（2）、监测实施方法：
①测点埋设
在开挖施工前15天，用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。或在较硬的水泥路面埋设直径80～100mm的膨胀螺栓，并在测点周围用红油漆作明显的标志。
②量测方法
观测方法采用精密水准测量方法，用基点和附近沉降测点联测取得初始高程。待测点稳定一周后，进行沉降测点的初测，观测时各项限差应严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在同一水准路上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两侧观测，两次高程之差应小于±0.5mm，取平均值作为初始值。
③沉降值计算
在条件允许的条件下，尽可能的布设导线监测网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各测点高程。施工前，由基点通过水准测量测出各个观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差
△H＝Hn－H0即为沉降值。
④监测频率
在施工过程中1~2次/每天，当天沉降量在3mm以上时2～3次/每天，后期施工中，1次/2天。
（3）数据分析与处理
地表沉降测量随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图，并根据沉降变化曲线图和沉降速率来判断沉降变化趋势，必要时采用回归计算来推测沉降终值，进行分析来指导施工。
2.2 建筑物沉降观测及倾斜
（1）、监测仪器
电子精密水准仪，玻璃钢瓦尺，量测精度0.4mm/km。
（2）、监测实施方法
①测点埋设
用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200～300mm，20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。每幢建筑物上一般布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个测点测点周围用红油漆做标记，并用红油漆编号作出观测标志。测点埋设见下图所示。
②量测方法：（同地表沉降监测）
③沉降值计算：（同地表沉降监测）
④监测频率
在施工过程中1次/每天，当天沉降量在10mm以上时2～3次/每天，后期施工中，1次/2天。
测点埋设示意图
（3）、数据分析与处理
地表建筑物量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将同一时段观测的各沉降测点变化值列表进行比较，根据各测点沉降量的大小，判断建筑物的倾斜及位移，同时将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。
2.3 裂缝观测
裂缝观测通常采用直接观测的方法，将裂缝进行编号划出测读位置，必要时通过裂缝观测仪器（宽缝采用塞尺，细缝采用读数显微镜。）进行裂缝宽度测读。监测数量和位置根据现场情况确定。
2.4 净空收敛
（1）、监测仪器
精密收敛计，测量精度0.1mm
（2）、监测实施方法
①测点埋设
在开挖到第二组横撑的位置埋设第一横断面收敛测点预埋件，一个横断面三等分埋设三组测点。测点埋设方法为在架设好支撑相应位置把收敛预埋件焊接在横撑支架上，每对收敛点隧道左右两侧各一个，并进行初测。在每组测点位置做一个醒目的测点里程标识牌，以免破坏，保证监测工作的準确性和连续性。
②量测及计算方法
通过测量两个预埋件间距离，计算后、前两次所测距离的差值即为该对测点在这一段时间内净空收敛值，其累计值即为该对测点的净空收敛值。为了减小误差，每次应测三次取平均值为本次测量结果。
③量测频率
同地表沉降监测
（3）、数据分析与处理
根据变形值每隔一段时间绘制收敛—时间曲线图进行分析。
2.5拱顶下沉
（1）、.监测目的
拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据，是围岩和支护系统力学形态变化的直接、最明显的反映，易于实现量测信息的反馈。
（2）、监测仪器
日本SET2130型精全站仪及钢挂尺。
（3）、监测实施
按照每5米设置测点，在特殊地段还需要加密，量测时通过全站仪读取钢挂尺上的刻度，施工过程中，要保护测点，使量测数据不中断
沉降计算
对同一测点而言，△U=Ui-Ui-1
Ui第i次高差
Ui-1第i-1次测得与基点的高差
△U第i次测得沉降值
3 、监测控制标准、警戒值
监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。依据建筑物评估结果及建筑物业主或第三方监测确定控制标准，地面最大沉降应控制在30mm以内，当天最大沉降值应控制在2mm以内。详见现场监控量测项目表。
关键词：爆破；桩底；震波
Abstract: as much as possible to mitigate the effects of blasting on the bridge pier, adopt differential damping control blasting, the upper cut eye arranged at the bottom, as far as possible in order to increase the cut parts from the pile bottom distance, reduce the influence of cut blasting vibration to its. Expansion slot around eyes and auxiliary eyes using alternate layout, inner ring around eye and eye with interval setting, caused by blasting jet lag effect differently on the left and the right side of the shock wave, so as to achieve better protection effect of pile foundation.
Key words: blast; The pile bottom; Seismic waves
中图分类号：TB41文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、工程概况：
大连地铁马~湾区间右线设计起点里程DK15+323.408，设计终点里程DK16+396.949,区间右线长度1073.338m（含短链0.203m），区间左线长度1069.542m（含短链3.999m），线间距12.5~13m，区间隧道为单洞马蹄形断面，矿山法施工。区间线路埋深为11.3m～27.6m。
马湾区间穿魏台桥影响里程范围为：左线DK16+140～DK16+230,右线DK16+150～DK16+240，长度为90m。区间主体于DK16+175～DK16+230处下穿魏台桥及马栏河河道，河道现状宽约26～29m，两侧用浆砌片石和混凝土护坡，现有河床为素混凝土，已无明排水，浇筑混凝土厚度约20cm。魏台桥为四跨间距15m的简支板梁结构，上部结构为空心板梁，桥梁各跨支座为三跨连续盖梁（截面1.4m×1.2m），每道盖梁下横向设置四根1.2m直径桥柱及柱下直径1.7m单桩承载（端承桩）。根据勘察资料显示端承桩桩底距拱顶最大距离为3.973m，最小距离为-5.2cm（即侵入拱顶5.2cm）。
图1隧道-魏台桥、西部大通道桥关系平面示意图
图2隧道-魏台桥、西部大通道桥关系剖面图
为尽可能减轻爆破对桥桩的影响，采用微差减震控制爆破，上部掏槽眼位尽量布置在底部，以加大掏槽部位距桩底距离，减小掏槽爆破对其振动的影响。扩槽眼和辅助眼采用左右交替布设，内圈眼和周边眼采用间隔布设，由爆破时差作用引起对左、右侧产生不同震波，从而达到对桩基更好的保护作用。
二、地质情况
1、岩土分层
杂填土：灰褐色，松散-稍密，稍湿-饱和，主要有混凝土块石、碎石、砂土、建筑垃圾及少量粘性土组成，硬杂质含量在80%以上，该层普遍分布，层厚0.6～8.7m。
粉质粘土：灰褐色，软塑状态，湿，干强度中等，韧性低，含10%左右碎石、角砾、含少量有机质，层厚1.4～3.9m。
卵石：灰黄色，中密状态，饱和，石英岩卵石呈亚圆形粒径20～100mm不等，含量占60%以上，分布不均匀，粘性土和砂砾石填粒间空隙，局部含漂石，层厚0.9～3m。
强风化板岩：灰色，变余结构，板状构造，结构大部分破坏，岩心多呈碎块状，可用手折断，层厚0.8～1.9m。
中分化板岩：青灰色，变余结构，板状构造，板理、节理发育，裂隙面多见有黄褐色水锈，岩心多呈短柱状，块状，为较软岩。
强风化石英岩：灰黄色，变余结构，结构部分破坏，岩心多呈碎块状。
中风化石英岩：灰白色，中厚层状构造，为较硬岩。
2、场地地下水
本场地地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在杂填土、卵石层中，基岩裂隙水主要赋存于强风化及中风化岩层中。稳定地下水位埋深0.8～4.1m，水位高程19.1～20.35m。
图3 马栏河右线地质剖面图 图4马栏河左线地质剖面图
三、弱爆设计
1、钻爆设计原则
（1）采用微差减震控制爆破。
（2）采用分步开挖，以创造多临空面条件，每部分又分为多段起爆，控制爆破规模和循环进尺，以达到控制质点振动速度的目的。
（3）炮眼按浅密原则布置，控制单眼装药量，使有限的装药量均匀的分布在被爆破体中，采用非电毫秒不对称起爆网络降低隧道爆破的振动强度。
（4）上部掏槽眼位盡量布置在开挖部位的底部，以加大掏槽部位爆源至地面建筑物基础底部（或地面）的距离，减小掏槽爆破对周围建筑物的振动影响。
（5）拱部雷管段位采用掏槽眼统一段位，扩槽眼和辅助眼采用左右交替布设，内圈眼和周边眼采用间隔布设，由爆破时差作用引起对桩底左、右侧产生不同震波，从而达到对桩基底部更好的保护作用。
（6）掏槽眼与掌子面间成向内倾斜锐角62o，除周边眼外其余炮眼由内向外与掌子面形成夹角不断扩大，直至周边眼与掌子面垂直。
2 、爆破器材的选择
根据隧道所穿越围岩的坚固性系数f以及岩石纵波波速等，选用威力适中、匹配性好、防水性好、易于切割分装成小卷的2#岩石乳化炸药，引爆器材则选用国产Ⅱ系列非电毫秒微差导爆管。
3、 装药结构
除周边眼采用间隔装药外，其余各炮孔均采用孔底连续装药。见图
图5 装药结构示意图
4、爆破顺序
上台阶光面爆破顺序按照：先掏槽眼→扩槽眼→辅助眼→内圈眼→周边眼
下台阶松动爆破顺序按照：先掘进眼→周边眼、底板眼
图6 台阶法弱爆炮眼布置示意图
图7 掏槽眼结构图
区间隧道DD-3(DD-3a)断面台阶法钻爆设计参数表，
下台阶爆破时已经有了较大的临空面，产生的震动也很小，之前的震速测试基本在0.4cm/s左右，故下台阶的爆破装药参数与标准断面的炮眼布置及装药参数类似，如下：
下台阶爆破设计参数表（1.0m）
大连市地铁 2 号线土建208 标爆破监测
马湾区间 站（区间）监测日报表（2012.11.30日）
四、施工监控量测
1、监测目的
（1）通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工；
（2）通过监测确保正洞开挖期间周边的建（构）筑物、道路和管线正常运行；
（3）通过监测观察地下水位、水压变化情况，采取相应措施，保证周围建筑物不因地下水位变化过大而引起下沉、倾斜；
2、 测点布置及监测项目
2.1 地表沉降测点
（1）、监测仪器：
电子精密水准仪＋平板测微器，玻璃钢瓦尺，量测精度0.4mm/km。
（2）、监测实施方法：
①测点埋设
在开挖施工前15天，用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。或在较硬的水泥路面埋设直径80～100mm的膨胀螺栓，并在测点周围用红油漆作明显的标志。
②量测方法
观测方法采用精密水准测量方法，用基点和附近沉降测点联测取得初始高程。待测点稳定一周后，进行沉降测点的初测，观测时各项限差应严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在同一水准路上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两侧观测，两次高程之差应小于±0.5mm，取平均值作为初始值。
③沉降值计算
在条件允许的条件下，尽可能的布设导线监测网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各测点高程。施工前，由基点通过水准测量测出各个观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差
△H＝Hn－H0即为沉降值。
④监测频率
在施工过程中1~2次/每天，当天沉降量在3mm以上时2～3次/每天，后期施工中，1次/2天。
（3）数据分析与处理
地表沉降测量随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图，并根据沉降变化曲线图和沉降速率来判断沉降变化趋势，必要时采用回归计算来推测沉降终值，进行分析来指导施工。
2.2 建筑物沉降观测及倾斜
（1）、监测仪器
电子精密水准仪，玻璃钢瓦尺，量测精度0.4mm/km。
（2）、监测实施方法
①测点埋设
用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200～300mm，20～30mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。每幢建筑物上一般布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个测点测点周围用红油漆做标记，并用红油漆编号作出观测标志。测点埋设见下图所示。
②量测方法：（同地表沉降监测）
③沉降值计算：（同地表沉降监测）
④监测频率
在施工过程中1次/每天，当天沉降量在10mm以上时2～3次/每天，后期施工中，1次/2天。
测点埋设示意图
（3）、数据分析与处理
地表建筑物量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将同一时段观测的各沉降测点变化值列表进行比较，根据各测点沉降量的大小，判断建筑物的倾斜及位移，同时将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。
2.3 裂缝观测
裂缝观测通常采用直接观测的方法，将裂缝进行编号划出测读位置，必要时通过裂缝观测仪器（宽缝采用塞尺，细缝采用读数显微镜。）进行裂缝宽度测读。监测数量和位置根据现场情况确定。
2.4 净空收敛
（1）、监测仪器
精密收敛计，测量精度0.1mm
（2）、监测实施方法
①测点埋设
在开挖到第二组横撑的位置埋设第一横断面收敛测点预埋件，一个横断面三等分埋设三组测点。测点埋设方法为在架设好支撑相应位置把收敛预埋件焊接在横撑支架上，每对收敛点隧道左右两侧各一个，并进行初测。在每组测点位置做一个醒目的测点里程标识牌，以免破坏，保证监测工作的準确性和连续性。
②量测及计算方法
通过测量两个预埋件间距离，计算后、前两次所测距离的差值即为该对测点在这一段时间内净空收敛值，其累计值即为该对测点的净空收敛值。为了减小误差，每次应测三次取平均值为本次测量结果。
③量测频率
同地表沉降监测
（3）、数据分析与处理
根据变形值每隔一段时间绘制收敛—时间曲线图进行分析。
2.5拱顶下沉
（1）、.监测目的
拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据，是围岩和支护系统力学形态变化的直接、最明显的反映，易于实现量测信息的反馈。
（2）、监测仪器
日本SET2130型精全站仪及钢挂尺。
（3）、监测实施
按照每5米设置测点，在特殊地段还需要加密，量测时通过全站仪读取钢挂尺上的刻度，施工过程中，要保护测点，使量测数据不中断
沉降计算
对同一测点而言，△U=Ui-Ui-1
Ui第i次高差
Ui-1第i-1次测得与基点的高差
△U第i次测得沉降值
3 、监测控制标准、警戒值
监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。依据建筑物评估结果及建筑物业主或第三方监测确定控制标准，地面最大沉降应控制在30mm以内，当天最大沉降值应控制在2mm以内。详见现场监控量测项目表。