降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害施工技術(shù)

(浙江省水電建筑安裝有限公司， 杭州 310051)

降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害施工技術(shù)

蘇戰(zhàn)軍

(浙江省水電建筑安裝有限公司， 杭州 310051)

本文以杭州市錢塘江引水入城輸水隧洞工程淺埋暗挖段的爆破開挖施工為例，介紹了采用縮短單循環(huán)進(jìn)尺和精確延時(shí)起爆的控制爆破工藝。實(shí)踐證明，該工藝有效地降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)的危害，可在類似工程中推廣。

淺埋； 隧洞； 爆破； 降低振動(dòng)危害

1 工程概況

杭州市錢塘江引水入城輸水隧洞工程是浙江省重點(diǎn)工程，全長8km，總投資11億元。2007年10月開工，要求2008年底隧洞開挖全線貫通。工程施工時(shí)間緊、任務(wù)重，特別是隧洞V標(biāo)段樁號(hào)7+655～7+591.5m的淺埋暗挖段，位于西湖留下街道花牌樓村7座5層居民樓和1個(gè)倉庫庫房的正下方，洞頂距地表的最小距離約為18m。該工程地處風(fēng)景區(qū)，平常有游客，有居民正常生活，因此必須采取嚴(yán)格的控制爆破，確保地表建筑物安全和居民正常生活。本文針對(duì)淺埋隧洞爆破開挖施工既要確保地表建筑物安全、不影響居民正常生活，又要保證開挖施工進(jìn)度進(jìn)行研究，總結(jié)降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害施工技術(shù)特點(diǎn)和要點(diǎn)。

2 淺埋隧洞施工特點(diǎn)

淺埋隧洞的施工特點(diǎn)是埋深淺，地表有建筑物，有居民生活，甚至處于風(fēng)景區(qū)，隧洞開挖施工爆破直接影響到地表建筑物的安全和居民正常生活，因此對(duì)爆破開挖的要求比較高。如何降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害是淺埋隧洞開挖施工是否成功的關(guān)鍵。該工程設(shè)計(jì)要求振動(dòng)振速峰值控制在2cm/s以內(nèi)。

3 施工要點(diǎn)

該工程隧洞開挖洞徑為6.56m×6.49m的城門洞形，如果采用分兩個(gè)臺(tái)階爆破，可以減少每次爆破開挖的石方量，降低單次爆破裝藥量，從而有效減少爆破振動(dòng)。但是這樣的施工工藝勢(shì)必影響到爆破效率，不能滿足施工工期要求。經(jīng)過多次對(duì)比分析和探討，確定施工時(shí)重點(diǎn)從縮短循環(huán)進(jìn)尺、精確延時(shí)起爆兩個(gè)方面進(jìn)行控制。

3.1 縮短循環(huán)進(jìn)尺爆破控制

隧洞常規(guī)爆破開挖爆破單循環(huán)進(jìn)尺一般為2.5～2.8m，為了減少爆破振動(dòng)，在非淺埋段經(jīng)過多次試驗(yàn)、比較和分析，開挖施工中采用縮短爆破循環(huán)進(jìn)尺的方法,將爆破進(jìn)尺控制在2m以內(nèi)，有效地減少了爆破振動(dòng)。這樣的做法雖然增加了循環(huán)，但是經(jīng)過合理安排裝藥、爆破、通風(fēng)散煙、出碴等各工序，對(duì)整個(gè)施工進(jìn)度的影響不大。

3.2 精確延時(shí)起爆控制

為達(dá)到精確延時(shí)起爆的效果，將作為起爆器材的非電雷管改為使用隆芯-1號(hào)電子數(shù)碼雷管，延期時(shí)間間隔從50～100ms降至4～5ms。數(shù)碼電子雷管，是一種可隨意設(shè)定并準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)延期發(fā)火時(shí)間的新型電雷管，具有發(fā)火時(shí)刻控制精度高、延期時(shí)間可靈活設(shè)定兩大技術(shù)特點(diǎn)。電子雷管的延期發(fā)火時(shí)間，由其內(nèi)部的一只微型電子芯片控制，延時(shí)控制誤差達(dá)到微秒級(jí)。對(duì)巖石爆破工程來說，數(shù)碼電子雷管實(shí)際上已達(dá)到起爆延時(shí)控制的零誤差，更為重要的是，雷管的延期時(shí)間是在爆破現(xiàn)場(chǎng)組成起爆網(wǎng)路后才予設(shè)定。采用數(shù)碼雷管后，將延期時(shí)間間隔調(diào)整為4～5ms，每只炮孔的起爆時(shí)間都可以精確控制。

炮眼深度：掏槽眼2.3m，輔助眼1.8～1.95m，周邊眼1.8～2.0m，底眼2.15m。炮眼直徑420mm，炸藥采用改進(jìn)型銨油炸藥和乳化炸藥，周邊眼采用直徑25mm的小藥卷，其他炮眼采用直徑32mm的標(biāo)準(zhǔn)藥卷。具體炮眼深度、延期時(shí)間和裝藥量詳見下表。炮孔布置及起爆順序見圖1。

爆破參數(shù)表

續(xù)表

圖1 采用數(shù)碼電子雷管爆破炮孔布置

從圖1可以看出，起爆順序由內(nèi)向外、自下而上，利用數(shù)碼電子雷管延時(shí)起爆，既能達(dá)到分臺(tái)階爆破控制爆破振速的效果，又能解決分臺(tái)階施工延遲工期的難題。

4 控制爆破效果

采取縮短循環(huán)進(jìn)尺和精確延時(shí)起爆的施工工藝以后，根據(jù)爆破振動(dòng)振速監(jiān)測(cè)成果，垂直方向的爆破振動(dòng)振速峰值平均值、最大值分別為0.71cm/s、1.25cm/s(見圖2)；水平方向的爆破振動(dòng)振速峰值平均值、最大值分別為0.63cm/s、1.54cm/s(見圖3)。垂直方向、水平方向的爆破振動(dòng)振速峰值均小于2.0cm/s，達(dá)到此次控制減振目標(biāo)的要求，且低于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的設(shè)計(jì)值2.5cm/s，確保了隧洞上部建筑物的安全和居民正常生活，說明采用縮短循環(huán)進(jìn)尺和精確延時(shí)起爆的施工工藝對(duì)降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害是有效的。同時(shí)鉆爆時(shí)間也比全斷面鉆爆時(shí)間縮短約18%，兼顧了項(xiàng)目工程階段性進(jìn)度目標(biāo)的要求。

圖2 垂直方向振動(dòng)波形圖

圖3 水平方向振動(dòng)波形圖

5 結(jié) 語

降低淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害施工技術(shù)成功地解決了淺埋隧洞爆破振動(dòng)危害的難題，解決了在淺埋隧洞上部有地表建筑物和有居民生活的地區(qū)將爆破振動(dòng)控制在安全范圍內(nèi)的問題，減少了政策處理的難度和成本，同時(shí)兼顧隧洞爆破開挖施工進(jìn)度不受影響，在類似施工條件的工程中具有很強(qiáng)的推廣意義。

[1] GB 6722—2003爆破安全規(guī)程[S].

[2] 劉殿中，楊仕春.工程爆破實(shí)用手冊(cè)[M].第二版.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

Construction Technology for Lowering Shallow Tunnel Blasting Vibration Hazards

SU Zhan-jun

(ZhejiangHydropowerConstructionandInstallationCo.,Ltd.,Hangzhou310051,China)

In the paper, blasting excavation construction of shallow burial hidden excavation section in Hangzhou Qiantang river downtown diversion project is adopted as an example. Control blasting process of single cycle footage shortening and precise delay blasting are introduced. Practice has proved that the process can effectively reduce hazards and influence of shallow burial tunnel blasting vibration, which can be extended in similar projects.

shallow burial; tunnel; blasting

TV52

A

1005-4774(2014)10-0000-03