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摘要：地铁车站明挖施工，主体结构基坑开挖，两层地下车站常达15米以上深度，而地质情况却有时较为复杂，遇到硬岩需采取多种开挖方式。由于新塘站基坑中部中风化和微风化花岗岩岩面较高，严重阻碍基坑开挖等施工进程，因此，为加快施工进度，满足建设单位对工期的要求，需要进行爆破。本文针对十三号线首期监理五标新塘站基坑硬岩爆破开挖，简单总结出硬岩爆破的及时要求、监理的过程和安全控制，论述了包括施工和监理的方法和工作内容。
关键词：深基坑；高岩面硬岩；爆破监理；安全控制；工作方法和内容
1 工程概况
新塘站位于增城市新塘镇新新公路与规划107国道相交的“十”字路口以西的地块下方，与规划107国道斜交。车站以南的地块地面规划为新塘综合交通枢纽，地上规划有高层商业建筑。车站主体北面50米处有正在兴建的公寓大楼，稍远处为铁路线路，南面为空旷场地，南面偏西70米处有一群星新村住宅区，基坑中部中风化和微风化花岗岩岩面较高，且岩石天然单轴抗压强度高，严重阻碍基坑开挖等施工进程。因此，为加快施工进度，满足工期要求，需要进行爆破施工。爆区周边环境示意图，见下图。
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图一 爆区周边环境示意图
2 地质条件
车站范围岩层从上到下主要有：<1>人工填土层；淤泥质土层<2-1B>；淤泥质粉细砂层<2-2>；淤泥质中粗砂层<2-3>；粉质粘土<2-4>；可塑状砂（砾）质粘性土<5Z-1>；硬塑状砂（砾）质粘性土<5Z-2>；岩石全风化带（Pz1）<6Z>岩石强风化带（Pz1）<7Z>；岩石中风化带（Pz1）<8Z>；岩石微风化带（Pz1）<9Z>。开挖范围主要是全风化混合花岗岩、强风化混合花岗岩及残积土，基坑底主要为强风化花岗岩，局部为中风化、微风化混合花岗岩。
车站北端地形起伏大，基岩岩面起伏也较大，结合地质调查结果分析，本车站暂无已发地质灾害。新塘站地质岩面中间高，两端低，石方开挖难度大，仅硬岩就达到10万方、影响长度280m，微风化岩质坚硬，岩石天然单轴抗压强度值超过100MPa，需要采用爆破施工。
3 施工监理的应对措施
3.1. 设计方案
监理部积极参与设计方案的讨论，并通过专题会发表意见，最终设计方案决定，基坑开挖时需采用爆破，宜采用控制爆破，基坑爆破宜采用浅孔爆破法，即炮孔直径不超过50mm，炮孔深度不超过5m的爆破方式，爆破施工距支护结构3～5m时，应采用适当的保护措施，最终采用炮机机械破碎方法，以保证支护结构的安全。进行爆破时，应严格控制爆破震动、爆破飞石及爆破冲击，确保爆破不对周围人员、设备、建构筑物、支护结构等造成危害。同时还必须对地下连续墙进行监测与保护，保证不损伤围护结构及支撑体系。
3.2 总体施工方案
3.2.1 爆破方案的选择
监理部要求承包商编制了爆破方案，并要求组织通过了专家论证，仔细审查并提出意见，承包商进行了书面回复，最终爆破方案得以顺利通过审批。方案根据现场地形、地质、岩石硬度等条件，结合爆区周边环境情况，对于基坑内石方爆破决定采用松动控制爆破方法进行施工；为了保护周边连续墙和中间临时支护钢管，在连续墙和格构柱周边1.5m范围之内采用静力爆破或机械凿岩的方法进行施工。
由于本工程是在临近交通要道及居民生活区的环境下采取控制爆破方式开挖土石方，为避免对周围环境造成影响，必须严格控制爆破飞石、震动等有害效应。由于需要爆破的岩层最大厚度在10m左右，因此决定采用浅孔爆破的施工方法，分多层进行爆破施工作业，并采用微差松动控制爆破技术，施工时采用适当的近爆破区防护，可完全避免爆破飞石对周围环境的影响。
3.2.2 爆破区域的划分
监理部通过会议和方案审核，与业主、设计单位、承包商、专题会上专家共同确定了爆破区域的划分。为了确保基坑连续墙的稳定性，最大限度减少爆破震动对连续墙及周围环境的影响，所以采用松动控制爆破和弱松动控制爆破相结合方式进行施工，以减少或避免爆破振动对基坑围护的影响，施工时先进行松动控制爆破区，预留的弱松动控制爆破区作缓冲区对围护结构进行保护，其工法如下：
松动控制爆破区：离基坑连续墙2.0m以外区域为二区，采用小台阶微差松动控制爆破，台阶高度约2.0m～3.0m。
弱松动控制爆破区：为最大减小爆破对基坑连续墙的震动影响，离基坑连续墙2.0m处为一区，采用单孔单段微差弱松动控制爆破。
松动爆破效果：块度小于60cm，大于60cm大块控制在5%以内，满足挖运要求，保证挖土机工作效率。
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图二 爆区横剖面分区示意图
由于施工开挖区间较长，为加快施工进度，考虑从中部开槽，向两端开挖，再从两端向中部对开，可形成4个施工工作面，充分发挥人员、设备的工作效率，缩短工期。计划每个工作面布2部钻机，每部钻机每天钻孔50m，爆破方量计70m3，则4个工作面可布置8部钻机，每天爆破量可达560m3左右。
3.2.3 技术要求
①本爆破网路采用大串联接法参见下图，炮孔布置采用三角形布置，图中黑点为炮孔，炮孔内装雷管起爆，孔与孔之间采用手拉手连接，所有炮孔连接完成后再用母线连接到起爆器。
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图三 起爆网路连接示意图
②考虑个别炮孔有水因而选用防水乳胶炸药，药卷选直径φ32mm药卷，装药方法为不偶合柱状装药，剩下不装药部分全部采用硬泥或细沙密实堵塞参见下图：药包布置及装填结构示意图，雷管选用电雷管和导爆管雷管。
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图四 药包布置及装填结构示意图
③为了确保爆破飞石不破坏顶部临时支撑梁，必须分台阶分块进行爆破，台阶高度在3m以内。每个台阶的爆破方向都是东西走向，也就是顺着基坑走向，第一个台阶施工完成后再进行下一个台阶的施工，每一个台阶又分成3个段进行装药，第一排用低段雷管，最后一排用高段雷管，确保个别飞石往前冲，不会往上击中横梁。
④电雷管起爆时必须事先检测导通、电阻状况，同次起爆电雷管电阻相差必须符合《爆破安全规程》规定。连线完毕后要进行导通检测，确认导通后方可起爆。
⑤电雷管脚线和连接线、脚线和脚线，连接线与母线，接头都必须悬空，不得同任何物体相接触或被水淹没。起爆前，起爆母线必须扭接短路。
⑥通电以后装药炮孔不响时，爆破员必须先取下钥匙，并将起爆母线从起爆器上摘下，扭结成短路，至少等15分钟后，方可沿线检查，找出不响的原因。爆破后也要等5分钟后，人员方可到达爆破地点。
3.2.4爆破防护
爆破区域为沿基坑东西走向以爆破点为中点两边各100米，南北以工地围墙为警戒控制线，现场部分设备由现场技术人员临时商定。
由于本基坑爆破区域临近107国道、新新公路、港口大道、及居民生活区附近，监理部根据在地铁车站基坑施工的成功经验，要求承包商采取近体防护措施，具体做法为：装药结束后在每个炮孔压一定数量的沙包，然后在沙包上盖2mm的钢板，在钢板上压一定数量沙包确保钢板上有一定的重量能抵抗爆破冲击波和爆破飞石，并在支撑梁上挂防护网以防止个别飞石飞出，通过试炮检验具体的防护措施是否能够满足爆破飞石不飞出基坑范围。
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图五 爆破防护示意图
3.2.5 爆破现场操作
监理部根据企业、行业国家的有关爆破规定要求，要求承包商在爆破现场操作过程中做到了：
①首先在挖出的工作面上进行钻眼。
②炮孔验收，按照说明书有关孔网参数进行炮孔角度，深度验收，并做好记录，不合格的炮孔要给予报废可重新钻孔。
③装药，按每孔计算药量后逐个进行装药。
④填塞，填塞物可采用硬泥或细沙。
⑤联线，在完成上述工作后，无关人员应撤出爆破点，由专人进行联线，并检测网路的导通情况。
⑥警戒，由固定岗哨进行清场，并及时到自己固定位置。起爆，放炮员确认安全，并在爆破工作领导人的指挥下起爆。
⑦爆后检查，爆破后爆破员要到爆区检查，确认无盲炮后才发出解除警戒信号。
3.2.6 爆破期间施工监测控制
①承包商现场派专人进行实时监测，并及时进行监测数据整理，通过对监测数据的分析、处理掌握基坑围护结构稳定性的变化规律，修改或确认爆破设计及施工参数，确保基坑及周边建（构）物的安全，并为今后类似工程的建设提供经验。
②以信息化施工、动态管理为目的，通过监控量测了解施工方法和施工手段的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证施工安全及地面建（构）筑物和地下管线的安全。
4 效果
新塘站高岩面硬岩开挖石方量大，监理部和参建多方讨论和研究，得出岩层硬度高通过采用微差松动控制爆破有效的提高了土方开挖的速度，对后续施工形成流水作业创造了有利的条件；另一方面监测数据反映基坑位移变化以及周边建筑物沉降均在设计范围之内；最后通过切实可行的爆破防护方法有效的控制安全影响范围。
5 爆破安全监理
监理部结合新塘站爆破施工实际，对现场进行安全控制，确保了爆破工程顺利完工。
5.1 事前控制
①专业爆破施工单位必须持有《民用爆破物品行政许可事项批准决定书》，爆破作业人员必须持有《爆破作业人员许可证》。
②监理部编制爆破安全监理细则，承包商邀请了专业有资质的单位对车站北侧外来工公寓和南侧群星新村房屋进行了安全鉴定，并出具了鉴定报告。
③施工总包单位和爆破专业分包单位做了对爆破作业人员进行入场前三级安全教育、安全技术交底、技术交底。监理部要求爆破专业分包单位和爆破安全监理单位定期对爆破作业人员、安全管理人员、仓库管理人员进行专业技术培训，确保了爆破施工安全。
④施工总包单位和爆破专业分包单位应分别在施工前和起爆前7日向群星新村和外来工公寓单位和居民发布安民告示，并在显著位置张贴安民告示、施工公示和警示标志。施工总包单位在爆破施工前已与爆破分包单位签订安全协议，并明确具体责任人。
⑤监理部负责爆破器材进出库及余量回收的监督，工地现场火工品临时存放点经公安局验收合格后才投入使用，要求承包商对火工品存储、交接的过程严格管理，做好仓库使用的监管工作，仓库不允许堆放杂物，原则上禁止火工品在临时存放点过夜。
⑥在钻孔前，进行工人安全和技术交底，在钻孔时，安排安全员或施工员全程查看，避免作业工人偷懒打残孔，因为工人认为这样工作快半步，残孔因为残留雷管或炸药滞留，继续钻孔会引发爆炸的后果。
⑦爆破作业有关人员撤离后,爆破员要鸣笛示警两次，每次最少应吹三次长音哨子，确认安全后，再鸣笛待5分钟后方可起爆。
5.2 事中控制
①炮眼布置完成后，驻地监理部、施工总包单位、爆破监理单位和爆破专业分包单位应联合检查炮眼布置的数量、间距、深度、位置是否符合要求。并共同填写《爆破施工过程安全检查表》，方同意进行爆破。
②施工总包单位建立了火工品领取、清退制度，做到账物相符。爆破员领取爆破器材，必须经现场负责人批准，领取数量不得超过当班使用量，剩余的要退回。驻地监理部、施工总包单位和爆破专业分包单位共同在炸药雷管登记台账上签字确认。
5.3 事后控制
①爆破15分钟后才可进入工作面检查起爆情况。驻地监理部负责监督，由现场技术负责人、爆破组长、有经验的爆破员、专业爆破监理工程师和安全员组成检查小组对现场进行检查，内容包括：有无盲炮、瓦斯及地下水突出、支撑是否破坏、有毒气体是否排除、爆破警戒区域公用设施及建筑物安全状况等。检查完成后，由检查人员填写爆破后检查表驻地监理监督落实后才可以进入下一步作业。
②对于怀疑有盲炮时，要用电雷管专用测试仪检测，或根据爆破结果进行分析盲炮存在的可能性，发现盲炮要及时处理，防止挖掘机装运时发生意外事故。处理盲炮必须遵守下列规定：在距盲炮至少0.3m处另打同盲炮平行新炮孔，重新装药起爆；严禁打孔方法继续加深或往外掏药；严禁近距离用压风吹盲炮炮孔，可在安全距离外用远距离操纵的风水管吹出盲炮填塞物及炸药，并回收雷管。
6 总结
通过监理部和承包商及参建各方的共同努力，新塘站基坑10立万硬岩得以顺利爆破并清运完成，并在施工过程中减少扰民，不出现安全事故，按照原计划的工期顺利施工完成。证明监理部的工作对现场的安全文明施工起到至关重要的作用，爆破施工虽然有专门的监理单位，但监理部也仍旧发挥本身的专业技术能力和水平、监理公司的工作作风和使命，为广州地铁建设保驾护航。
参考文献：
[1]王学楷．铜仁车站爆破施工技术．路基工程 第1期[J]，2004，(1)：36~37
[2]武洪海．地铁明挖车站深基坑爆破振动控制措施分析．工程建设与设计 [J]，2018,(9)：205~207