新龍門隧道臨近既有隧道控制爆破開挖

張倚逾，肖 剛，鄭卓淵

(1.中鐵五局贛龍指揮部，福建龍巖市 346200；2.國(guó)防科技大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙 410072)

新龍門隧道臨近既有隧道控制爆破開挖

張倚逾1，肖 剛1，鄭卓淵2

(1.中鐵五局贛龍指揮部，福建龍巖市 346200；2.國(guó)防科技大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙 410072)

新建隧道臨近通車的既有隧道最小凈距只有19 m。爆破掘進(jìn)施工過程中采用上下臺(tái)階多斷面開挖，嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)，確保了施工期間既有隧道內(nèi)設(shè)施安全和列車的正常運(yùn)行。

隧道掘進(jìn)；多臺(tái)階開挖；振動(dòng)控制；安全防護(hù)

1 工程概況

(1)周圍環(huán)境。新建龍門隧道位于福建省龍巖市新羅區(qū)境內(nèi)，與既有贛龍線龍門隧道并行，進(jìn)口鄰近距離28 m，出口鄰近距離32 m，兩隧道間最小凈距19.19 m，最大凈距21.93 m，隧道全長(zhǎng)705 m。進(jìn)口環(huán)境如圖1所示，左側(cè)隧道為已通車的既有贛龍線龍門隧道，右側(cè)為新建隧道，距離民房最近距離為60 m。

圖1 爆破切口周邊環(huán)境

(2)地質(zhì)條件。隧道洞身均為砂巖夾石英砂巖、砂巖夾頁(yè)巖，各級(jí)圍巖長(zhǎng)度分別為：Ⅲ級(jí)60 m，Ⅳ級(jí)180 m，Ⅴ級(jí)465 m；隧道洞身最大埋深112.5 m，洞身最淺埋深(口部)為2.5 m。

(3)施工要求。施工期間不能影響既有隧道列車的正常運(yùn)行，不得損壞既有隧道內(nèi)的一切設(shè)施。在既有線及房屋建筑群附近設(shè)置防護(hù)排架等保護(hù)措施。

2 爆破方案設(shè)計(jì)

2.1 總體方案

根據(jù)工程環(huán)境和技術(shù)要求，從控制爆破危害效應(yīng)對(duì)既有隧道內(nèi)的設(shè)施和周圍建筑物影響、控制工程施工進(jìn)度的要求考慮，洞口段開挖過程中，應(yīng)通過多次試爆，選擇合理的爆破參數(shù)，遵從“寧散勿飛”的爆破原則，并在既有線及房屋建筑群附近設(shè)置防護(hù)排架等保護(hù)措施；洞身段采用微震爆破技術(shù)進(jìn)行開挖，多臺(tái)階、短進(jìn)尺、淺鉆孔、密布眼、少裝藥及間隔微差起爆等措施，降低對(duì)既有線、房屋建筑群的影響。對(duì)既有線構(gòu)筑物的震動(dòng)速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.2 爆破技術(shù)參數(shù)的確定

(1)爆破臺(tái)階的選擇。選擇上下兩臺(tái)階爆破開挖法(如圖2所示)，首先開挖上部斷面1并完成拱圈襯砌工作，再按2，3的順序進(jìn)行下部爆破開挖。上臺(tái)階超前3～5 m后再爆破下臺(tái)階。

圖2 上下臺(tái)階開挖示意

(2)炮孔直徑42 mm；炮孔深度，Ⅳ級(jí)圍巖取1 m，Ⅴ級(jí)圍巖取0.6～0.8 m；周邊孔或預(yù)裂孔間距根據(jù)E/W＝0.5～0.8確定，取40 cm；最小抵抗線w＝45～55 cm，取55 cm。

相關(guān)爆破參數(shù)如表1所示。

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

掏槽孔及輔助孔采用連續(xù)裝藥周邊孔采用不耦合裝藥，炸藥卷間隔綁扎在竹片上，竹片長(zhǎng)度與炮孔深度相等，藥卷的間隔距離大致為10 cm，如圖3所示。

表1 爆破參數(shù)

圖3 周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)示意

2.4 爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

(1)起爆方式。切口爆破采用毫秒延期電雷管串聯(lián)方式起爆，隧道內(nèi)采用毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，用擊發(fā)針起爆導(dǎo)爆管雷管的方式起爆。

(2)起爆順序。起爆順序?yàn)樘筒劭?、輔助孔、周邊孔的順序依次起爆。選用的雷管段別及延期時(shí)間見表2。

表2 雷管段別及延期時(shí)間

(3)起爆網(wǎng)路。把就近炮孔中伸出的非電導(dǎo)爆管雷管的腳線(10～20根)用1發(fā)毫秒1段的導(dǎo)爆管雷管反向過橋連接起來(lái)，再把所有的過橋雷管抓成一把用1發(fā)毫秒1段的導(dǎo)爆管雷管起爆。

(4)下臺(tái)階底板孔的起爆。底板孔爆破的傳統(tǒng)方法是加大藥量，并且最后同時(shí)起爆，以達(dá)到翻渣目的。實(shí)踐中，底板孔的爆破振動(dòng)僅次于掏槽孔的振動(dòng)，對(duì)底板孔采用分段起爆的方式，以減少爆破振動(dòng)。

(5)爆破振動(dòng)控制。依據(jù)每循環(huán)斷面炸藥消耗量31 kg分成5個(gè)段起爆，每段最大單響藥量為6.2 kg。取K＝200、α取1.8，則有：

最大單響起爆藥量不超過6.2 kg時(shí)，在20 m處的平行既有隧道的振動(dòng)速度為1.5 cm/s，遠(yuǎn)小于國(guó)家爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)，既有隧道是安全的。

3 爆破安全措施

(1)對(duì)既有龍門隧道襯砌存在缺陷段位置安裝爆破振動(dòng)檢測(cè)儀，監(jiān)測(cè)爆破振動(dòng)的大小，以便及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。

(2)對(duì)既有線的設(shè)備(如信號(hào)指示燈)進(jìn)行專人監(jiān)測(cè)；并確保施工期間特別是春運(yùn)高峰期間車輛的正常運(yùn)行。

(3)爆破施工前與龍巖車站取得聯(lián)系，得到需從既有贛龍線龍門隧道經(jīng)過的列車時(shí)刻表，確認(rèn)隧道施工的爆破時(shí)間。

(4)隧道洞內(nèi)爆破時(shí)，通過調(diào)度員聯(lián)系既有線進(jìn)出口嘹望站崗哨值班人員，確保既有線隧道內(nèi)無(wú)列車運(yùn)行時(shí)實(shí)施爆破。

(5)每次爆破時(shí)在遠(yuǎn)離工點(diǎn)處設(shè)置嘹望哨，建立安全預(yù)警機(jī)制，并做好相應(yīng)的物資儲(chǔ)備。

4 結(jié) 論

采用上下臺(tái)階分三次起爆，遵循“短進(jìn)尺、多循環(huán)”的掘進(jìn)方法可有效控制爆破振動(dòng)。通過試爆調(diào)整爆破參數(shù)，每次試爆規(guī)模由小到大，根據(jù)爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定一次起爆規(guī)模和單段起爆藥量。確保了既有隧道內(nèi)的設(shè)施安全和列車的的正常運(yùn)行。

[1] 汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

[2] GB6722-2014.爆破安全規(guī)程[S].

2016-09-21)

張倚逾(1972-)，男，湖南長(zhǎng)沙人，教授級(jí)高工，主要從事鐵路、公路及地鐵施工和技術(shù)管理工作，Email：906051771＠qq.com。