淺析隧道進(jìn)口明挖段爆破設(shè)計(jì)

李朝霞

摘要：爆破設(shè)計(jì)目的是為了降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。提高工程進(jìn)度，保證工程工期，確保工程質(zhì)量。為了達(dá)到此目的本文研究出了適合隧道進(jìn)口明挖段的爆破設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：隧道進(jìn)口;爆破設(shè)計(jì);爆破安全

一、工程概況

本工程為廈深鐵路鐵路（廣東段）10標(biāo)梅林隧道進(jìn)口段，其進(jìn)口段位于深圳市龍崗區(qū)布吉街道上水徑地段，里程是DK498+681.9～498+753，施工區(qū)東側(cè)是中鐵25局在建的該鐵路橋梁（約35米），東南方向是深圳市某特種化學(xué)化工廠（開(kāi)挖邊線距其僅約5至7米）;西側(cè)是本項(xiàng)目的在建隧道（約6m），南側(cè)是山體;北側(cè)是清平高速、南坪快速、布龍路等6條高速主干道（約15米）。如按原設(shè)計(jì)采用爆破開(kāi)挖施工，勢(shì)必對(duì)清平高速及多條高速主干道的行車安全和化工廠造成嚴(yán)重威脅。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察及地勘報(bào)告巖石為花崗巖，巖石較堅(jiān)硬。其開(kāi)挖工程量約3萬(wàn)m?。結(jié)合本工程特點(diǎn)工程量大、巖石較硬，城市內(nèi)距周圍結(jié)構(gòu)物較近。如果采用機(jī)械開(kāi)挖或者其它施工方法不能兼顧安全、工期及效益。項(xiàng)目部提出采用控制爆破技術(shù)開(kāi)挖，精心組織，以技術(shù)保安全，以技術(shù)保工期，以技術(shù)要效益。

爆破施工工期暫定為90日歷天。本工程屬于城市淺孔石方控制爆破，施工區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，因此在施工中必須嚴(yán)格控制爆破飛石、震動(dòng)等爆破有害效應(yīng)，確保周圍建（構(gòu)）筑物、交通設(shè)施、車輛、人員安全。爆破施工區(qū)安全控制如圖-1。

二、爆破設(shè)計(jì)

1.爆破原則

根據(jù)爆區(qū)的地形、地質(zhì)和環(huán)境條件，巖石普氏系數(shù)f=12～14，以及開(kāi)挖工程的技術(shù)要求和爆破安全的要求，擬采用Ф42mm孔徑進(jìn)行臺(tái)階弱松動(dòng)控制爆破;施工中必須遵守以下原則：

⑴為保證控制爆破震動(dòng)、爆破飛石和超爆實(shí)際情況，驗(yàn)算和調(diào)整爆破參數(shù)，確保不產(chǎn)生爆破飛石、爆破振動(dòng)控制在《爆破安全規(guī)程》允許的參數(shù)范圍內(nèi);

⑵大塊巖石二次破碎擬采用機(jī)械（炮機(jī)）破碎法。

2.爆破參數(shù)

⑴ 采用淺眼控制爆破，拋擲方向避開(kāi)建筑物和道路。

⑵ 爆破臺(tái)階高度取1～3m采用φ42㎜淺眼控制爆破，適當(dāng)增大炮孔堵塞長(zhǎng)度，確保爆區(qū)附近建筑物、設(shè)施和道路行人、車輛、設(shè)備的安全。

淺眼臺(tái)階控制爆破參數(shù)的確定主要依據(jù)待爆巖體的性質(zhì)、爆破區(qū)域周邊環(huán)境、鉆孔機(jī)械、炸藥種類等。如遇特殊地質(zhì)構(gòu)造等情況應(yīng)適當(dāng)調(diào)整爆破參數(shù)。

3.炮孔布置

根據(jù)待爆巖體的地形、地勢(shì)、周邊環(huán)境，選擇爆破施工方法。依據(jù)爆破參數(shù)的確定方法選擇炮孔孔網(wǎng)參數(shù)：孔距a、排距b，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。炮孔在鉆取前須對(duì)孔口周圍清理干凈，如孔口附近較為破碎，作業(yè)過(guò)程中對(duì)孔口進(jìn)行泥漿護(hù)壁。這樣在裝藥過(guò)程中減少堵孔現(xiàn)象，保證孔網(wǎng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期爆破效果。

炮孔位置精度直接影響爆破效果和爆破安全，必須嚴(yán)格控制。

基坑炮孔布置示意圖2

4.裝藥結(jié)構(gòu)

淺眼臺(tái)階控制爆破使用Φ32乳化炸藥，堵塞材料使用鉆屑或砂粘土，起爆藥包位于炮孔下部。必要時(shí)炮孔可采用分層裝藥結(jié)構(gòu)，按單孔藥量、線裝藥量、堵塞長(zhǎng)度分配藥量如下圖。

5.起爆模式

淺孔臺(tái)階控制爆破采用微差起爆方法，采用V形和斜線形爆模式。

微差間隔時(shí)間t綜合考慮爆破方法、振動(dòng)控制和破碎質(zhì)量等因素加以確定，分別為：

淺孔控制爆破t=（25～75）ms自先向后逐漸加大起爆模式見(jiàn)圖4。

6.起爆網(wǎng)路

控制爆破采用電起爆網(wǎng)路或孔內(nèi)非電雷管，孔外電雷管集簇?fù)舯碾娕c非電混合式起爆網(wǎng)路。距化工廠6米和在建隧道5米時(shí)采用單孔單響，孔內(nèi)高段（9MS）孔內(nèi)間隔（11MS），孔外延時(shí)（3MS），排間延時(shí)（5MS）。

三、爆破安全設(shè)計(jì)

爆破安全分為爆破有害效應(yīng)安全、爆破器材安全。根據(jù)本工程爆破區(qū)域周邊環(huán)境，爆破有害效應(yīng)主要是爆破振動(dòng)、爆破飛石、爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響。爆破沖擊波、噪聲、爆破煙塵、有害氣體等對(duì)周邊環(huán)境有所影響，但不會(huì)出現(xiàn)破壞性損害，因此，在施工組織設(shè)計(jì)中，針對(duì)爆破振動(dòng)和爆破飛石進(jìn)行安全設(shè)計(jì)。對(duì)于爆破沖擊波、噪聲、爆破煙塵、有害氣體等不作監(jiān)測(cè)。

1.爆破振動(dòng)安全

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定，爆破振動(dòng)安全距離按以下公式計(jì)算：

式中：[ν]——爆破振動(dòng)安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度峰值，cm/s;

Qmax ——爆破單響最大炸藥量，kg;

K——與介質(zhì)性質(zhì)、爆破方式等因素相關(guān)的系數(shù)，在巖石中通常為30～180，土壤中為100～200;

α——與傳播途徑和地質(zhì)地形等因素有關(guān)的衰減指數(shù)，近距離為1.5～2.3，遠(yuǎn)距離為1.2～1.5;

R——爆破點(diǎn)離保護(hù)物距離，m。

《爆破安全規(guī)程》中規(guī)定各類建筑物和構(gòu)筑物所允許的爆破安全振動(dòng)速度。針對(duì)被保護(hù)物距爆破地點(diǎn)的距離，按照上述的振動(dòng)速度計(jì)算公式，可推算出一次起爆的單響最大藥量，由此可對(duì)藥量進(jìn)行調(diào)整，從而可控制爆破振動(dòng)。

為了降低爆破振動(dòng)，還可考慮以下措施：

⑴ 根據(jù)爆破區(qū)域的實(shí)際環(huán)境情況采用諸如微差爆破、預(yù)裂爆破、緩沖孔、開(kāi)挖減震溝、等爆破減振技術(shù)。

⑵ 選擇合理起爆間隔時(shí)間，控制最大單響藥量，避免采用壓碴爆破方式進(jìn)行多排孔爆破（本爆破工程排數(shù)不超過(guò)3排）。

⑶ 確定合理的起爆方向和起爆順序，盡可能使爆破最小抵抗線側(cè)向被保護(hù)目標(biāo)。

⑷ 正常爆破施工前利用幾次小規(guī)模的爆破試驗(yàn)，尋找爆破振動(dòng)的衰減規(guī)律，并確定出振動(dòng)衰減公式中的有關(guān)參數(shù)，由此可根據(jù)被保護(hù)物的振動(dòng)安全要求，確定最大允許單響藥量或最小安全距離，指導(dǎo)爆破施工。

2.爆破個(gè)別飛石控制措施

2.1爆破個(gè)別飛石的控制

主要在以下幾方面控制：爆破飛石的產(chǎn)生直接原因就是爆破參數(shù)不合理造成的，因此要控制飛石的產(chǎn)生最主要的是選擇合理的爆破參數(shù);其次才是防護(hù)。在爆破施工中應(yīng)采取以下措施：

⑴嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和具體地質(zhì)條件選擇爆破參數(shù)。

⑵合理的起爆模式，使每個(gè)炮孔都具備側(cè)向自由面和延遲起爆時(shí)間。

⑶爆破最小抵抗線方向應(yīng)避開(kāi)保護(hù)物。

盡管嚴(yán)格控制爆破參數(shù)后，但因地質(zhì)情況變化較大，地質(zhì)勘探時(shí)布孔的局限性，不能全部反映地質(zhì)情況，難免還有產(chǎn)生飛石的可能性，因此控制飛石的產(chǎn)生還需采取防護(hù)措施。

2.2爆破個(gè)別飛石防護(hù)措施

根據(jù)爆破區(qū)域距建筑物的距離和性質(zhì)，采取表面加強(qiáng)覆蓋防護(hù)和立面防護(hù)相結(jié)合。在爆區(qū)西側(cè)基坑邊緣，搭設(shè)架高6m的立體防護(hù)排架，排架由竹排鋼管架支撐，爆區(qū)一側(cè)掛竹笆外側(cè)掛安全防護(hù)網(wǎng)。還應(yīng)嚴(yán)格控制孔網(wǎng)參數(shù)，逐孔計(jì)算裝藥量，嚴(yán)禁過(guò)量裝藥，確保炮孔填塞長(zhǎng)度和質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

控制爆破作業(yè)一直是城市內(nèi)或者臨近結(jié)構(gòu)物較多施工的一種方便技術(shù)，安全是整個(gè)工程設(shè)計(jì)、施工的靈魂。優(yōu)質(zhì)是整個(gè)工程施工過(guò)程的基本要求。工期是業(yè)主對(duì)工程的重要要求，追求高效是工程各方的共同目標(biāo)。本方案通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，在施工工程中嚴(yán)格控制每個(gè)施工環(huán)節(jié)，最終取得滿意的控制爆破效果。