隧洞爆破施工對(duì)地面建筑物影響分析

賈紅軍

（陽(yáng)城縣水務(wù)局，山西 陽(yáng)城 048100）

技術(shù)與應(yīng)用

隧洞爆破施工對(duì)地面建筑物影響分析

賈紅軍

（陽(yáng)城縣水務(wù)局，山西 陽(yáng)城 048100）

爆破施工過(guò)程會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境的安全產(chǎn)生影響，如建筑物振動(dòng)、墻體及門(mén)窗裂縫、人員受驚等。結(jié)合張峰水庫(kù)一干渠鄭莊至芹池段供水工程8號(hào)隧道施工過(guò)程，隧道爆破作業(yè)的技術(shù)措施和振動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)爆破振動(dòng)對(duì)地面建筑的影響進(jìn)行了分析計(jì)算和實(shí)際對(duì)比。

隧洞爆破；安全生產(chǎn)；地面影響；張峰水庫(kù)

1 工程概況

張峰水庫(kù)一干渠鄭莊至芹池段供水工程總長(zhǎng)18.86km，其中隧洞9座計(jì)15.226km。8號(hào)隧洞長(zhǎng)6.67km，位于陽(yáng)城縣寺頭鄉(xiāng)境內(nèi)。隧洞設(shè)計(jì)凈寬2.5m，凈高3.13m，洞底高程722.21～719.98m。隧洞穿過(guò)的地層巖性主要為棕紅色砂巖、紫紅色泥巖及礫巖等，地表普遍覆蓋有厚約10～20m的第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2p1）低液限粘土層，隧洞沿線地面高程為735～790m，洞頂以上基巖厚度6～30m，基巖強(qiáng)風(fēng)化帶厚度4～6m。

隧洞軸線從寺頭鄉(xiāng)張家莊、董家?guī)X、黍地村穿過(guò)，各村群眾住房多為1～2層，主體結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)。

2 爆破技術(shù)措施

根據(jù)爆破規(guī)程和類(lèi)似工程實(shí)踐，為減少爆破振動(dòng)對(duì)地表建筑物的影響，在爆破設(shè)計(jì)方案中主要考慮以下措施：

炸藥品種。根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件選用2號(hào)巖石銷(xiāo)銨炸藥。在地下水豐富的洞段，采用防水效果好的乳化炸藥。

起爆時(shí)差。設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)絡(luò)為孔內(nèi)微差，孔外同段的非電微差起爆技術(shù)。毫秒延期雷管跳段使用，選用1、3、5、7、9共5個(gè)段位，使段間間隔時(shí)間大于50ms，減小爆破時(shí)爆破振動(dòng)疊加而產(chǎn)生的地震波。

掏槽形式。掏槽眼是隧洞爆破中產(chǎn)生最大爆破振動(dòng)速度的主要震源。選用楔形掏槽法和中空直眼掏槽法，加強(qiáng)爆破后巖塊的拋擲性，降低爆破振動(dòng)。

鉆爆參數(shù)。該工程開(kāi)挖斷面積為12.14m2，采用光面爆破設(shè)計(jì)，周邊孔采用直徑25mm藥卷間隔裝藥。爆破網(wǎng)絡(luò)采用非電毫秒塑料導(dǎo)爆管雷管聯(lián)結(jié)，電雷管起爆。根據(jù)工程地質(zhì)情況、周邊環(huán)境條件等，選擇適宜的炮眼深度、間距、布孔形式、裝藥量、起爆順序等，提高裝藥和炮口堵塞質(zhì)量，達(dá)到減震、提效的預(yù)期目的。爆破設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 爆破設(shè)計(jì)參數(shù)表

單段最大裝藥量。對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙，并經(jīng)實(shí)地復(fù)核，以地面建筑物至爆源中心的距離（隧洞距各村地表建筑的最小距離）為安全控制半徑，并以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度限值作為控制標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)薩道夫斯基控制爆破振動(dòng)速度公式：

式中：V——質(zhì)點(diǎn)允許最大振動(dòng)速度，cm/s；

K′——分散裝藥衰減系數(shù)，K′取1；

K、α——與地質(zhì)地形有關(guān)的系數(shù)；

Q——單段最大裝藥量，kg；

R——一次爆破藥量的幾何分布中心到鄰近被保護(hù)物的最短距離，m。

反向推導(dǎo)一次齊爆最大裝藥量公式：

式中：Vkp——民房允許最大振動(dòng)速度，取值為2cm/s。

進(jìn)行反算各部分所允許的單段裝藥量（見(jiàn)表2），并在施工中根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及爆破效果來(lái)調(diào)整單段裝藥量。

表2 最小距離時(shí)的安全允許裝藥量表

根據(jù)上表計(jì)算結(jié)果：張家莊村安全控制半徑為57m，圍巖類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，受影響房屋為磚混結(jié)構(gòu)房屋，取V＝2.0，K=100，α=1.4，單段最大安全允許裝藥量約為42.36kg，爆破設(shè)計(jì)方案可滿足施工要求。

董家?guī)X村安全控制半徑為23m，圍巖類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，受影響房屋為1座磚混結(jié)構(gòu)房屋，取V＝2，K=200，α= 1.65，單段最大安全允許裝藥量為2.81kg，爆破設(shè)計(jì)方案不滿足施工要求。需調(diào)整一次進(jìn)尺深度至0.5m以下，并按臺(tái)階爆破法分上下臺(tái)階兩次爆破，將單段最大裝藥量降至2.81kg以下。

黍地村段安全控制半徑為35m，圍巖類(lèi)別為V類(lèi)，受影響房屋為磚混結(jié)構(gòu)，取V＝2，K=300，α=1.9，單段最大安全允許裝藥量為15.71kg，爆破設(shè)計(jì)方案滿足施工要求。

3 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014），對(duì)建筑物地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該工程線路長(zhǎng)，需監(jiān)測(cè)目標(biāo)分布范圍廣，采用便攜分體式測(cè)振儀（AR63B型）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)振儀布設(shè)時(shí)分別選取距爆破區(qū)20～50m、距爆破區(qū)最近建筑物進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)2015年5月—2016年4月的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)資料，該隧洞爆破施工質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度均小于2.0cm/s。特別是在通過(guò)黍地村、董家?guī)X村距離最近的房屋段時(shí)，施工單位采取了“少裝藥、短進(jìn)尺”的技術(shù)措施，確保不對(duì)地表房屋造成危害。

4 分析評(píng)價(jià)

8號(hào)隧洞在最不利情況下，爆破時(shí)對(duì)地面產(chǎn)生的振動(dòng)速度遠(yuǎn)小于質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度安全規(guī)定的2cm/s，該工程爆破施工不會(huì)對(duì)地面的房屋造成危害。但在實(shí)際施工中，經(jīng)常有村民反映墻壁裂縫、屋內(nèi)嚴(yán)重掉灰等，其可能的原因是房屋老舊，爆破振動(dòng)促發(fā)了破裂、裂縫的發(fā)生和發(fā)展。因此，爆破施工中，應(yīng)考慮房屋新舊程度，在采取工程措施的基礎(chǔ)上，做好當(dāng)?shù)厝罕姷膮f(xié)調(diào)工作，保證工程施工的順利進(jìn)行。

U455.6

C

1004-7042（2017）05-0025-02

賈紅軍（1973-），男，1993年畢業(yè)于山西省水利學(xué)校水工建筑專(zhuān)業(yè)，工程師。

2017-03-20；

2017-04-25