摘要：盾構法施工工藝具有施工速度快、安全性好、施工作業勞動強度低等特點，在我國目前的地鐵施工過程中已經越來越多的被廣泛使用。在盾構法施工過程中，經常會遇到隨機分布的孤石，且孤石形狀大小各異、強度不一。在這類地層中掘進效率低，刀盤刀具磨損嚴重，易產生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨等，還會造成隧道軸線偏離從而不得不對設計做出變更，若土質松軟，固定不住孤石，不能產生足夠的破碎反力，孤石就會隨著土體的破壞而移動或被刀具彈開，或者會在刀盤前面循環，增加對土體的擾動，造成地表沉降過大等安全隱患。怎樣處理好盾構掘進過程中所遇到的孤石，是當前盾構法施工中一個較大的技術難題。

　　關鍵詞：盾構法施工,地鐵,施工

　　人工清除孤石的工作對于工作人員和工程項目都很危險，開挖面崩塌可能會使施工人員傷亡，也可能引起隧道頂部地面過大的沉降。在這種情況下進入開挖面是不可能的。

　　深圳地鐵5號線翻靈區間右線在國內首次采用了深孔爆破的方法，并取得了成功。作為該區間的監理組長，筆者親身經歷了全過程，現把該案例介紹出來，以供參考。

　　該區間盾構始發前五個月，施工單位對盾構施工線路做了補勘，補勘結果顯示，右線從DK4+240到DK4+310，有連續的基巖突起，侵入隧道最高達到3.9米，強度最高達到217.1MP，況且基巖上部有孤石群，最大的孤石長度7.65米、厚度1.8米(見下表)

　　施工過程中，對已探明孤石及基巖突起等不良地質，采用地面地質鉆垂直打孔，裝炸藥爆破隧道范圍內孤石及基巖，使孤石及基巖成為單邊長度小于30cm的碎塊。

　　地質鉆打孔孔徑為89mm，由于需要爆破處理的巖石位于地表以下14~22米左右的位置，厚度約0.3m-1.8m，采用地表深孔及水下鉆孔兩種爆破形式

　　爆破的部位位于創業一路路面下方，地表兩側均分布有居民樓，爆區環境示意圖如下圖所示：

　　爆區環境示意圖

　　爆破方法介紹：

　　采用地質鉆機鉆孔，垂直鉆孔形式，土層鉆孔孔徑為100mm，進入巖層鉆孔直徑為89mm，孔內雷管選用毫秒導爆管雷管，起爆雷管選用順發電雷管，炸藥選用乳化炸藥，標準直徑為60mm。

　　由于炮孔深度達到約22米，需要爆破處理的巖石位置為地表以下約15~22m的位置，同時由于炮孔中有水，因此，起爆藥包采用軟鋼絲懸吊于爆破點的位置，且一端固定于孔口位置，標高誤差不大于10cm。藥包裝在特制的PVC管體內，由于起爆體上方有約15米高的水柱，壓強相當大，因此在起爆體下方懸掛了一個抗浮金屬吊裝體。炮孔采用正向裝藥起爆，起爆選用電與非電兩種方式聯合起爆，采用兩發瞬發電雷管，且分別屬于兩個電爆網路，兩套網路并聯后起爆。網路示意圖如下所示：

　　單位耗藥量計算：

　　q=q1+q2+q3+q4

　　式中 q1—基本裝藥量，水下垂直孔q1=1.1kg/m3; q2—爆區上方水壓增量，q2=0.01h2;h2—水深，m; q3—爆區上方覆蓋層增量，q3=0.02h3;h3—覆蓋層(淤泥或土、砂)厚度，m;q4—巖石膨脹增量，q4=0.03h; h—梯段高度，m。

　　本工程h=4m，h2平均取18m，h3=15m，q1=1.1kg/m3

　　q=1.1+0.01×18+0.02×15+0.03×4=1.7kg/m3。

　　具體的裝藥結構如下所述：

　　1)孤石爆破

　　雖然巖石厚度較小,但是考慮到測量以及藥包吊裝過程中產生的誤差(誤差累計不得超過10cm)。因此孤石爆破時，當單孔單體爆破時裝藥長度與巖石厚度相同,多孔單體爆破時，相鄰兩個炮孔，其中一個炮孔鉆至孤石底面(即鉆穿)，裝藥至炮孔底部，孤石頂面留10cm不裝藥;其鄰孔孔底距離孤石底面10cm，裝藥至炮孔底部，孤石頂面留10cm不裝藥。

　　具體鉆孔裝藥結構如下圖所示：

　　孤石爆破布孔平面示意圖

　　2)基巖爆破

　　由于基巖埋深較深，為18~22m，體積較大，厚度2~4米不等，從而導致其爆破爆碎難度較大，為了便于施工及爆破破碎效果，采取首先對前排孔進行爆破，然后利用前排孔爆破擠壓周圍土層產生的自由面，再對后排孔進行逐個起爆。炮孔間排距均為0.8~1.2m，鉆孔超深0.5~0.8m，裝藥深度比基巖厚度深約0.5~0.8m。

　　具體鉆孔裝藥結構如下圖所示：

　　3)孤石與基巖重疊爆破布孔示意圖

　　需要保護的建筑物距離最近的爆破點距離為約24米，爆破作業沒有對周圍的建筑物造成任何破壞。

　　歷時一個月的時間，對該地段的孤石和基巖進行了爆破，從后來盾構機順利通過這個地段的情況來看，可以說明這個爆破的案例是成功的。只是爆破殘留物石英含量較高，對刀具的磨損較大。盾構通過了這段不良地質之后，開倉更換了刀具。

　　該案例證明，對于預先探明的孤石和基巖突起，采用深孔爆破的方法是可行的。