淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工技術(shù)研究

王海橋 林發(fā)展 劉小鳴

摘? 要：中國特色社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)條件下，城市化進(jìn)程的推進(jìn)速度越來越快、城市地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也不斷取得新成果，為確保交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量，也為了給人民群眾帶來更加優(yōu)質(zhì)的出行體驗(yàn)，淺埋隧道開始成為工程規(guī)劃的重中之重。但是在下穿城鎮(zhèn)的過程中，隧道的爆破施工可能給原有的建筑物造成影響，本文根據(jù)廈門市軌道交通2號(hào)線一期工程土建施工總承包1標(biāo)段工程實(shí)際情況，在介紹淺埋隧道控制爆破技術(shù)復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，對(duì)具體的淺埋隧道控制爆破技術(shù)措施進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：淺埋隧道控制;爆破技術(shù);應(yīng)用

引言：城鎮(zhèn)地區(qū)具有人口密度大、建筑密度大等一系列特征，在進(jìn)行下穿施工的過程中，各種爆破操作很可能給地表建筑物造成結(jié)構(gòu)影響，甚至可能會(huì)影響到居民的正常生活，這明顯不符合進(jìn)行淺埋隧道施工的初衷。工程圍護(hù)形式和工程特點(diǎn)，1～8軸采用樁+砼支撐或錨索進(jìn)行圍護(hù)，8～19軸主要為巖石錨桿支護(hù)，由于車站主體深且短，車站附屬2號(hào)、3號(hào)風(fēng)亭和2號(hào)、3號(hào)出入口同主體結(jié)構(gòu)同時(shí)施工完成，因此主體基坑分為兩個(gè)開挖作業(yè)區(qū)，收尾土體處于6軸附近。車站在基坑上部土質(zhì)及全風(fēng)化巖層中采用機(jī)械直接開挖和液壓鎬結(jié)合的方法，盡量減少爆破施工。根據(jù)地質(zhì)剖面顯示，1～8軸開挖11m后為中風(fēng)化花崗巖，8～19軸開挖2～6m后為中風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化輝綠巖、微風(fēng)化花崗石，中風(fēng)化和微風(fēng)化巖石飽和抗壓強(qiáng)度分別為41～78MPa和63～124MPa，結(jié)合廈門市爆破要求，基坑爆破采用淺眼松動(dòng)爆破，每小層開挖厚度不超過2m，開挖至距坑底部時(shí)，采用人工清底至基底。在基坑開挖至底部后進(jìn)行抗拔樁施工，抗拔樁采用人工挖孔樁，同樣需要爆破設(shè)計(jì)，因此，對(duì)東渡路站進(jìn)行爆破方案專項(xiàng)設(shè)計(jì)在這種情況下，必須要結(jié)合具體工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)行之有效的淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)爆破控制措施進(jìn)行深入研究。

一、淺埋隧道控制爆破技術(shù)復(fù)雜性

隧道開挖施工本身就具有一定的復(fù)雜性，目前比較常見的施工方法主要包括鉆爆技術(shù)等，這種施工技術(shù)具有應(yīng)用效果突出、施工操作難度低等一系列優(yōu)勢，同時(shí)還不需要過多的資金和資源，因此得到了越來越多的關(guān)注，它能夠在巖石結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)硬的情況下發(fā)揮作用，在淺埋隧道施工中扮演著重要角色。另外，盾構(gòu)施工技術(shù)也是比較常用的施工方法之一，它能夠在特殊地形條件下完成隧道開挖任務(wù)，但是具有應(yīng)用成本高等問題，因此有一定的應(yīng)用限制。淺埋隧道控制爆破技術(shù)復(fù)雜性主要來自于：①隧道施工規(guī)模大、城鎮(zhèn)地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。城鎮(zhèn)地區(qū)地下本就存在各種管道線路和地下建筑等，在隧道爆破施工中，稍有不慎就可能給本就脆弱的地下結(jié)構(gòu)造成影響。②施工時(shí)間緊。淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)爆破施工往往需要在短時(shí)間內(nèi)完成，工作人員需要快速確定爆破控制方案，因此很容易出現(xiàn)判斷失誤等問題。另外，根據(jù)實(shí)際的施工經(jīng)驗(yàn)來看，淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)爆破施工具有一定的難度，其爆破瞬間將會(huì)產(chǎn)生巨大的震動(dòng)能量，導(dǎo)致周邊巖土結(jié)構(gòu)碎裂的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致城鎮(zhèn)地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)損壞等問題，如何才能在保證城鎮(zhèn)地區(qū)原有建筑結(jié)構(gòu)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，順利完成淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)爆破施工，成為必須要研究的重要課題之一。

二、淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工技術(shù)要點(diǎn)

1.地下管線爆破震動(dòng)控制

城鎮(zhèn)地區(qū)具有現(xiàn)代化建設(shè)程度高的特點(diǎn)，地下管道線路錯(cuò)綜復(fù)雜，為居民提供供水排水、天然氣供應(yīng)等諸多服務(wù)，保證城鎮(zhèn)地區(qū)生產(chǎn)生活的正常進(jìn)行。所以，在淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工過程中，工作人員必須要始終保持高度集中，對(duì)下穿施工涉及區(qū)域的地下管線和附件等進(jìn)行了解，采取措施控制爆破震動(dòng)強(qiáng)度。首先，要有效控制炸藥的埋藏深度。淺埋隧道的施工深度比較小，而管道線路的埋深則已經(jīng)固定，想要避免爆破給地下管線造成負(fù)面影響，就必須要合理選擇炸藥放置深度。其次，要充分分析場地土特性及地形地貌特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，在爆破區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況下，炸藥爆破可能給管道造成更大的影響。最后，要充分考慮管道線路的材料特征。地下管道線路的材質(zhì)比較復(fù)雜，不同材質(zhì)在受到爆破震動(dòng)影響的時(shí)候可能有不同的結(jié)果，因此工作人員可在了解管道線路材質(zhì)和直徑的基礎(chǔ)上制定爆破方案。

2.合理調(diào)整施工方法

結(jié)合具體的工作經(jīng)驗(yàn)來看，掏槽爆破施工技術(shù)所造成的震動(dòng)效果比較嚴(yán)重，給城鎮(zhèn)地區(qū)原有建筑物造成的影響自然也比較大，在淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工中，不具有應(yīng)用價(jià)值，經(jīng)過工作人員的不斷努力和嘗試，一種更符合城市地區(qū)爆破施工的楔形掏槽全斷面爆破法施工技術(shù)得到了妥善應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)的爆破施工結(jié)構(gòu)，這種新的施工技術(shù)下爆破震動(dòng)速度一般不超過2.5 cm/s，基本上不會(huì)給城市地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)造成負(fù)面影響。除此之外，工作人員還需要根據(jù)現(xiàn)場情況合理利用其它減震措施，預(yù)裂爆破隔振法就具有一定的應(yīng)用價(jià)值，這是一種比較復(fù)雜的減震措施，工作人員需要提前對(duì)待施工區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定巖石結(jié)構(gòu)的承力點(diǎn)等，并利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行隔離和分割，從而避免爆破震動(dòng)造成的一系列影響。

3.應(yīng)用電子雷管技術(shù)

電子雷管是目前比較先進(jìn)的爆破設(shè)備，它在安全性、穩(wěn)定性和控制效果方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的雷管，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，電子雷管的起爆速度比較快、響應(yīng)精度比較高，工作人員可以利用電子雷管這種先進(jìn)的設(shè)備，達(dá)到淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工目標(biāo)。首先，電子雷管具有降低震動(dòng)效果的作用。在同樣的爆破結(jié)構(gòu)條件下，電子雷管所造成的震動(dòng)問題比較小，具有單孔單響的特點(diǎn)，因此可以根據(jù)實(shí)際情況控制起爆的炸藥量，這樣一來工作人員將能夠完全根據(jù)現(xiàn)場爆破需求等調(diào)整起爆時(shí)間和起爆位置等，避免了不受控的爆破造成的一系列問題。其次，利用電子雷管進(jìn)行淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工，能夠有效改善爆破塊度。電子雷管的可控性非常突出，工作人員可以根據(jù)需求隨意設(shè)定起爆時(shí)間和距離等，在地震波穩(wěn)定以后進(jìn)行二次爆破，就能避免震動(dòng)波疊加造成的巨大影響，保證爆破安全性。另外，在爆破順序可控的情況下，爆破后的巖土結(jié)構(gòu)大小也就可控，這有助于淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工的順利進(jìn)行。

三、結(jié)語

淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工技術(shù)具有不可估量的復(fù)雜性，工作人員必須要結(jié)合實(shí)際工作情況，合理利用電子雷管等先進(jìn)設(shè)備、選擇最佳的爆破施工結(jié)構(gòu)，并利用地下管線爆破震動(dòng)控制措施，降低淺埋隧道下穿爆破施工帶來的一系列風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，還需要從現(xiàn)有的淺埋隧道下穿城鎮(zhèn)減震控制爆破施工技術(shù)要點(diǎn)入手，總結(jié)爆破經(jīng)驗(yàn)等，不斷探索更加行之有效的控制方法，為推動(dòng)我國城鎮(zhèn)地區(qū)交通設(shè)施建設(shè)做出努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]付曉強(qiáng)，雷振，劉幸，張仁巍.城市淺埋隧道下穿密集建筑群控制爆破技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2019，19（02）：223-227.

項(xiàng)目名稱：廈門市軌道交通2號(hào)線一期工程土建施工總承包1標(biāo)段工程43219887-3193-47EA-89EB-1AB3825AF3B7