淺談民房下穿隧道的放炮工藝

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1民房調查及震動控制標準確定

考慮到下穿段線路兩側各25m內47幢民房均為危房，質量低劣，建筑材料強度較低，年久失修，房屋已經發(fā)生變形、開裂，病害嚴重，且居民對施工爆破影響非常敏感，應在《爆破安全規(guī)程》建議值上適當降低震速控制值。經組織專項風險評估及專家論證，最終將地表民房的震速控制標準確定為1.5cm/s。

2減震爆破開挖方案的研究與制定

確定單段最大炸藥用量及代表地形、地質條件的相關參數(shù)，設計選取DK183+410～DK183+420段Ⅲ級硬質巖段作為控制爆破試驗段。由于硬質巖具有較好的自穩(wěn)能力，現(xiàn)場采用下導坑超前爆破開挖擴挖層爆破開挖方式。超前下導坑尺寸3m×3m，位于下半斷面，距地表距離可增加近6～7m，有利于減輕爆破震動影響。開挖工序為:超前開挖下導坑，進尺1m，超前后續(xù)工作面2m;爆破施工擴挖層，至距拱頂約1m處，擴挖層循環(huán)進尺1.5m，超前后續(xù)工作面3m;爆破施工預留光爆層;仰拱在滯后預留光爆層50m后施工。施工工序所示。超前下導坑控爆采用四級復式楔形掏槽方式，掏槽眼深度為1.8～2.3m，雷管段數(shù)為15段，單段最大裝藥量6.5～8.5kg，進尺約1m;擴挖層及預留光爆層爆破參數(shù)為，鉆孔深度1.5～1.9m，單段最大裝藥量12～15kg，進尺約1.2～1.5m。爆破施工中地表房屋監(jiān)測點采用測振儀進行振速監(jiān)測常規(guī)爆破方案下導坑掏槽爆破時，由于只有正面一個臨空面，將發(fā)生巖石夾制作用下的強拋擲爆破，夾制爆破導致更多的爆炸波能向巖體內部傳遞，導致實測地表爆破振速均超出振速控制標準1.5cm/s，因此試驗結果證明采用常規(guī)爆破開挖方案下穿密集民房段無法達到地表振速控制標準，需進行爆破減震技術方案研究。爆破振動控制技術分析根據(jù)反映爆破震動規(guī)律的薩道夫斯基公式，一次最大裝藥量Q為:Q=R3×(VK)3α(1)式中:R爆破震動安全允許距離(m);V保護對象所在地質點震動安全允許速度(cm/s);Q炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量(kg);K，α與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數(shù)和衰減指數(shù)。薩氏公式表明，質點振動速度取決于隧道埋深、一次齊爆裝藥量(延時爆破為最大單段藥量)及爆破范圍內的地形、地質條件等因素。為了減小爆破震動對保護對象的影響，降低爆破振速，在爆破方案設計時應嚴格控制一次齊爆或單段最大裝藥量，控制開挖進尺，斷面分成多部開挖，減小爆破規(guī)模;同時應用目前先進的精確控制爆破技術，通過控制數(shù)碼雷管的起爆時間、延期時間和合理的微差爆破時間，精確實現(xiàn)各段爆破錯相達到減震目的;并對埋深更小、震動控制要求更高的段落，為減小導坑掏槽爆破時的震動影響(控爆試驗表明此部震動影響最強)，對超前施工的導坑采用非爆破開挖技術，利用非爆開挖的導坑作為臨空面，再結合擴挖層控制爆破開挖達到減低地表振速的目的。

3減震爆破開挖方案的制定

考慮下穿段各類民房對震動的敏感程度、段落內不同埋深情況和硬質巖地質條件，通過常規(guī)爆破、控制爆破、非爆結合控爆的現(xiàn)場工藝試驗和地表民房爆破振動監(jiān)測信息化施工技術驗證，將下穿段落按埋深大小制定了下列減震爆破開挖方案。22.7～30m埋深段:采用超前下導坑非爆開挖擴挖層控爆方案。由于非爆開挖技術對地表幾乎無震動，在埋深小、結構物抗震等級低的困難地段，采用非爆施工的下導坑作為臨空面，以降低擴挖部的爆破震動，再結合擴挖層控制爆破開挖，通過振動監(jiān)測結論證明了此方案的可行性。30～40m埋深段:采用下導坑超前毫秒延期電雷管三部控制爆破開挖方案。下導坑超前控制爆破(將最大振動的掏槽爆破放置在下半斷面，以降低最大爆破震動對地表的影響)，第二和第三部后續(xù)利用毫秒延期電雷管控爆開挖。通過對大斷面隧道分部開挖并控制電雷管各段合理的延期起爆時間以降低爆破規(guī)模從而達到控制爆破振動的目的。大于40m埋深段:采用數(shù)碼雷管全斷面微差爆破減震技術。通過精確控制數(shù)碼雷管的起爆時間、延期時間和合理的微差爆破時間，實現(xiàn)精確錯相，最大循環(huán)進尺控制在1.5m以下，全斷面爆破開挖，以達到既能控制爆破振動又能加快施工進度的目的。

作者：譚詠麟單位：中鐵二院工程集團有限責任公司