隧道爆破掘進(jìn)安全校核及配套管理措施

周金順 王洋

摘? 要：為解決管道穿越隧道的爆破振動(dòng)、飛石和空氣沖擊波對(duì)工程方和周邊環(huán)境的安全影響控制問(wèn)題，本文根據(jù)金麗溫輸氣管道工程34座隧道的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出隧道爆破掘進(jìn)安全校核及配套措施，解決了爆破安全影響控制問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：隧道爆破掘進(jìn)安全校核管理政策處理

0引言

丘陵地區(qū)市政管道和油氣管道工程建設(shè)需要考慮使用小斷面隧道進(jìn)行山嶺和河流的穿越，本工程部分施工洞口距離居民區(qū)較近，爆破時(shí)可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用癞a(chǎn)生影響，進(jìn)而影響工程實(shí)施。本文根據(jù)金麗溫輸氣管道工程34座隧道的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出隧道爆破掘進(jìn)安全校核及配套管理措施，解決了爆破對(duì)周邊環(huán)境的安全影響控制問(wèn)題。金麗溫輸氣管道工程全部隧道施工以零死亡記錄實(shí)現(xiàn)安全竣工，并實(shí)現(xiàn)了建設(shè)方與周邊居民互相理解的目標(biāo)。

1工程概況及施工難點(diǎn)

金麗溫輸氣管道工程長(zhǎng)約220余公里，管徑為DN800，壓力6.3兆帕，設(shè)計(jì)年輸量44億方，為大型復(fù)雜的管道建設(shè)項(xiàng)目。其中隧道穿越共34座，隧道總長(zhǎng)度約46公里，占比約21%。穿越河流的隧道一般采用兩端為斜巷、中間為平巷的形式;穿越山嶺的隧道一般采用“一”字形或“人”字形[1]。

由于浙閩人口稠密，本工程部分施工洞口距離居民區(qū)較近，以DK隧道為例，其進(jìn)口段洞身穿越范圍內(nèi)有民房（土壞房），距離20m;另有兩條隧道洞身穿越距土坯房100m;隧道口正面及側(cè)面100m以外存在民房。施工時(shí)，爆破的振動(dòng)可能會(huì)影響附近老舊民居的結(jié)構(gòu)和居民的正常生活，飛石和沖擊波可能會(huì)造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，因此需解決爆破對(duì)工程方和周邊環(huán)境的安全影響控制問(wèn)題。以下主要從開(kāi)挖爆破安全校核、管理措施和政策處理三個(gè)維度進(jìn)行論述。

2破振動(dòng)的安全距離及保護(hù)對(duì)象震速校核

（1）爆破振動(dòng)安全距離校核

爆破振動(dòng)的安全距離計(jì)算公式為：R=（K/v）1/aQ1/3

式中：R——爆破振動(dòng)安全距離，m;

K——與爆破場(chǎng)地條件有關(guān)系數(shù)，取200;

V——被保護(hù)對(duì)象結(jié)構(gòu)最差的為土坯房，V取最小值1.3cm/s;

α——與地質(zhì)有關(guān)系數(shù)，取1.8;

Q——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量，單位為千克（kg）;根據(jù)洞身爆破設(shè)計(jì)III級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為18kg，IV級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為13.2kg，V級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為8.4kg，DK隧道進(jìn)口段V級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為1.6kg，各隧道進(jìn)洞出口段均為V級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為8.4kg，代入計(jì)算。

V級(jí)圍巖R=（200/1.3）1/1.8×8.41/3 = 33.4m

Dk隧道進(jìn)口V級(jí)圍巖R=（200/1.3）1/1.8×1.61/3 =19.2m

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，隧道洞身穿越范圍內(nèi)的土坯房和爆破面最近距離為20m，在安全范圍內(nèi)。

（2）保護(hù)對(duì)象震速校核

保護(hù)對(duì)象安全震速計(jì)算公式：V=K（Q1/3/R） a

式中：R——爆破振動(dòng)安全距離，DK隧道進(jìn)口段洞身穿越范圍內(nèi)有土壞房，埋深20m，R取20m;其他隧道洞身穿越距土坯房100m，R取100m;

K——與爆破場(chǎng)地條件有關(guān)系數(shù)，取200;

α——與地質(zhì)有關(guān)系數(shù)，取1.8;

Q——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量，單位為千克（kg）;根據(jù)洞身爆破設(shè)計(jì)III級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為18kg，IV級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為13.2kg，V級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為8.4kg，大坑隧道進(jìn)口段V級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為1.6kg，各隧道進(jìn)出口段均為V級(jí)圍巖，代入計(jì)算：

V=200×（8.41/3/75） 1.8 =0.3cm/s? ? VDK隧道進(jìn)口=200×（1.61/3/20） 1.8 =1.21cm/s

經(jīng)過(guò)核算，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》GB6722-2014規(guī)范土坯房爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)為1.1-1.5 cm/s，保護(hù)對(duì)象震速均在安全允許范圍內(nèi)。

3爆破飛石的安全距離校核

爆破飛石的安全距離計(jì)算公式為RF=40/2.54d

式中：RF——爆破飛石安全距離，m;

d——孔徑，cm，隧道爆破孔徑為4.2cm。

RF=40/2.54×4.2=66.14m

根據(jù)計(jì)算個(gè)別飛石距離為66.14m，隧道口正面及側(cè)面建筑物均在100m以外，在爆破區(qū)域300m以外設(shè)置警戒，所有人員設(shè)備撤離至300米以外，因此爆破飛石不會(huì)造成影響。

4 爆炸空氣沖擊波的安全距離校核

爆炸空氣沖擊波的安全距離計(jì)算公式：R=25Q1/3

式中：Q—最大段炸藥量（kg）;

R ——空氣沖擊波對(duì)掩體內(nèi)人員的最小允許距離，單位為米（m）;

Q ——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時(shí)爆破為最大一段藥量，單位為千克（kg）;根據(jù)洞身爆破設(shè)計(jì)III級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為18kg，IV級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為13.2kg，V級(jí)圍巖開(kāi)挖最大單響藥量為8.4kg，Q取值為18kg計(jì)算。

R=25×181/3=65.52m。

根據(jù)計(jì)算本工程爆破空氣沖擊波安全距離為65.52m。建筑物均在100m以外，在爆破區(qū)域300m以外設(shè)置警戒，所有人員設(shè)備均撤離至300米以外。爆破沖擊波不會(huì)造成影響。

5 工程管理措施

（1）盡可能降低振動(dòng)對(duì)居民的干擾。工程爆破施工全部安排在白天時(shí)段，洞口爆破施工時(shí)采用松動(dòng)爆破，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行填塞施工，確保堵塞質(zhì)量，控制爆破的震動(dòng)，盡最大可能減少對(duì)建筑物的擾動(dòng)和居民生活的影響。

（2）盡可能降低噪音和沖擊波對(duì)居民的干擾。一是降低沖擊波干擾，洞內(nèi)爆破施工時(shí)盡可能遵照“多打眼、少裝藥、弱爆破”的原則，減少爆破沖擊波，并在洞口設(shè)置柔性隔音幕。二是洞口設(shè)備加設(shè)消音器。

（3）爆破時(shí)認(rèn)真做好洞口鐵絲網(wǎng)和竹籬笆覆蓋、砂袋重壓等工作，控制飛石影響范圍和勢(shì)能。并做好爆破警戒工作，確保附近來(lái)往人員和施工人員安全。

6政策處理措施

根據(jù)當(dāng)?shù)卮迕駥?shí)際情況，對(duì)各處建筑采取租賃建筑、雇傭勞力、委托鑒定和過(guò)程監(jiān)測(cè)、購(gòu)買(mǎi)保險(xiǎn)等多種政策處理措施，補(bǔ)償損失，減少影響，盡可能和受影響的村民實(shí)現(xiàn)和解，為工程順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

7結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)爆破安全校核、管理措施和政策處理三個(gè)維度的措施解決浙閩丘陵地區(qū)管道穿越小斷面隧道的爆破振動(dòng)、爆破飛石和爆炸空氣沖擊波等對(duì)周邊環(huán)境的安全影響控制問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]傅魯婷.天然氣管道穿越小斷面隧道施工的難點(diǎn)及對(duì)策[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2015，9（2）：53-54.EEA57EA4-DCFB-4726-A893-57CCF77F59CE