小凈距隧道爆破控制及工序優(yōu)先級研究

王鐵軍

(中鐵電氣化局集團(tuán)西安鐵路工程有限公司，陜西西安 710032)

0 引言

新建隧道近距離下穿既有線隧道施工時，如何控制立交影響段的圍巖變形，對于保證既有線的正常運(yùn)營和新建隧道的施工安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。趙東平等［1］采用數(shù)值模擬方法研究了小凈距交叉隧道中新建隧道爆破施工對既有公路隧道結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明新建隧道在交叉點(diǎn)10 m以外全斷面法爆破施工對既有公路隧道影響較小，10 m以內(nèi)采用臺階法爆破施工時，新建隧道可安全通過;王明年［2］等通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬相結(jié)合，對小凈距交叉隧道的爆破響應(yīng)規(guī)律做了部分總結(jié)，但在實(shí)際工程中如何進(jìn)行爆破控制都沒有提及，對施工工序的優(yōu)先級也未曾考慮。

本文從實(shí)際工程著手，以新建翠華山隧道下穿既有線小峪隧道為例，對小凈距交叉隧道中如何進(jìn)行爆破控制進(jìn)行了詳細(xì)論述，并根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)，對隧道各施工工序進(jìn)行優(yōu)先級排列，保證了新建隧道安全有序的施工，以期為同類工程提供指導(dǎo)。

1 工程概況

秦嶺翠華山隧道位于西安市長安區(qū)境內(nèi)，起訖里程為D1K65+807～D1K77+078，全長11 271 m。隧道進(jìn)口段在D1K66+298處下穿既有西康線小峪隧道(交叉點(diǎn)在既有線隧道內(nèi)的里程為K64+752)，隧道中線與既有小峪隧道中心線夾角為 29°23′28″，新建隧道與既有線平面關(guān)系如圖1所示。

圖1 新建隧道與既有線平面關(guān)系圖

新建隧道與既有線隧道間巖層垂直凈距約8 m，新建翠華山隧道立交影響段圍巖為Ⅲ級圍巖。當(dāng)掌子面掘進(jìn)里程為D1K66+254(447 m)時，仰拱里程為D1K66+176，二襯里程為D1K66+140。

掌子面圍巖為含棒片巖夾云母片巖，灰黑色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，單位體積節(jié)理數(shù)8條～10條，巖體完整性指數(shù)Kv=0.5，層間節(jié)理裂隙較發(fā)育，掌子面無水。

2 爆破藥量控制

為了控制爆破規(guī)模，下穿段采用臺階法開挖，循環(huán)進(jìn)尺控制在1 m以內(nèi)，并采用微差爆破，炮眼布置遵守淺密原則，如圖2所示，并對單眼裝藥量和單段裝藥量進(jìn)行控制，上斷面詳細(xì)的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。以既有線隧道鋪底底部至爆源中心距離為安全控制半徑，以質(zhì)點(diǎn)震動波速度限值(10 cm/s)作為控制標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)式(1)對各部分所允許的單段用藥量進(jìn)行反算，并通過交叉影響區(qū)范圍的爆破震動試驗(yàn)對參數(shù)K和a進(jìn)行修正，確定的最終爆破設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

圖2 上斷面炮眼布置圖

表1 爆破設(shè)計(jì)參數(shù)

3 爆破流程及爆破工序優(yōu)先級控制

3.1 爆破流程控制

現(xiàn)場負(fù)責(zé)人向小峪車站駐站防護(hù)員了解列車運(yùn)行情況，小峪車站駐站防護(hù)員和車站運(yùn)轉(zhuǎn)室取得聯(lián)系，確定西安方向來車到小峪車站至發(fā)車時間最少不少于12 min，確定安康方向來車到南五臺車站至發(fā)車時間最少不少于10 min(南五臺車站發(fā)車到小峪車站按120 km/h的速度行駛需5 min;按80 km/h的速度行駛需7 min);得到運(yùn)轉(zhuǎn)室同意后駐站防護(hù)員反映信息給現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人向代號管理員發(fā)布命令，代號管理員向開挖班長發(fā)放起爆雷管，允許起爆;當(dāng)該時間段內(nèi)因?yàn)楦鞣N原因未能起爆時(以駐站防護(hù)員發(fā)布命令為準(zhǔn)5 min內(nèi))，必須再次聯(lián)系駐站防護(hù)員獲得下一個行車間隙。

起爆后既有線洞內(nèi)監(jiān)測員和線路工、監(jiān)測負(fù)責(zé)人和設(shè)備管理單位三方共同對線路及既有隧道檢查(檢查隧道拱部是否有掉塊現(xiàn)象，既有線路下沉，既有隧道拱墻裂縫變化，接觸網(wǎng)設(shè)備有無脫落等)，現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人和量測小組對新建隧道進(jìn)行檢查，將檢查情況分別由既有線洞內(nèi)監(jiān)測員和現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人報(bào)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人(用對講機(jī)在洞內(nèi)第一時間匯報(bào)情況)，確定新建隧道和既有隧道線路變形數(shù)據(jù)在允許范圍內(nèi)后，報(bào)駐站防護(hù)員，駐站防護(hù)員報(bào)運(yùn)轉(zhuǎn)室同意列車通過。若隧道、線路變形超過允許范圍，則通知車站停止發(fā)車。

3.2 鉆爆法工序優(yōu)先級

鉆爆法施工時常規(guī)的施工流程如圖3所示。為了保證既有線隧道的安全運(yùn)營，減少圍巖變形及震動，對隧道內(nèi)各施工工序進(jìn)行優(yōu)先級排列如圖4所示。當(dāng)各工序間相互干擾時，優(yōu)先級高的工序先施工。

圖3 鉆爆法施工工序流程圖

圖4 施工工序間的優(yōu)先級

4 結(jié)語

新建隧道下穿既有線隧道施工時，進(jìn)行必要的爆破控制，選擇合理的施工順序?qū)τ诒ＷC既有線隧道的安全運(yùn)營和新建隧道的施工效率具有重要意義，尤其當(dāng)某些工序間發(fā)生沖突時，合理的施工順序顯得尤為重要。本文從實(shí)際工程角度，對爆破控制和工序優(yōu)先級進(jìn)行了詳細(xì)的論述，希望能對同類工程起到一定的參考作用。

［1］ 趙東平，王明年.小凈距交叉隧道爆破震動響應(yīng)研究［J］.巖石力學(xué)，2007，29(1):116－119.

［2］ 王明年，潘小馬.鄰近隧道爆破振動響應(yīng)研究［J］.巖土力學(xué)，2004，25(3):412－414.