隧道毗鄰既有建筑段控制爆破淺談

樊波

摘要：隧道工程是現(xiàn)代交通工程的重要組成，其通常建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、耗費時間長、規(guī)模大，且建設(shè)中難免會遇到既有建筑物，這就為隧道的爆破施工帶來很大的困難，如不能有效控制爆破施工范圍，就會對既有建筑物造成極大的破壞，甚至?xí)a(chǎn)生無法挽回的生命及財產(chǎn)損失。因此，文章以某隧道工程為對象，對其下穿既有居民區(qū)的爆破施工控制方案進(jìn)行了分析，以期為類似隧道毗鄰既有建筑段控制爆破施工提供有價值的參考。

Abstract： Tunnel engineering is an important component of modern traffic engineering. Its construction environment is usually complex， it is time-consuming， it has large scale， and it will inevitably encounter existing buildings during construction， which brings great difficulties to the blasting construction of tunnel. If the scope of blasting construction cannot be effectively controlled， it will cause great damage to existing buildings， and even cause irreparable loss of life and property. Therefore， the article takes a tunnel project as an object and analyzes the blasting construction control scheme underneath the existing residential area， in order to provide a valuable reference for the controlled blasting construction of the existing tunnel adjacent to the similar tunnel.

關(guān)鍵詞：隧道;下穿樓房;近接施工;控制爆破

Key words： tunnel;underpass building;near construction;controlled blasting

中圖分類號：U455.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0161-02

1? 工程概況

某隧道屬于某市高速公路的控制性工程，其左、右線長分包為3643m、3628m，最大掩埋深度是394m，跨度是17.50m，該隧道工程屬于特長隧道施工，且右線進(jìn)口段有80m的V級圍巖，120m的IV級圍巖。本隧道下穿密集建筑區(qū)155m左右，埋深最大是30m、最小是6m。下穿段地表有很多建筑物，其中有一居民樓在隧道的右線右側(cè)，實際位置關(guān)系情況如圖1所示。該居民樓屬于磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為擴大基礎(chǔ)，竣工與2001年。隧道施工之前做了全面的調(diào)查工作，發(fā)現(xiàn)居民樓外墻表面有多處脫落，且有裂紋及松動問題存在。這一施工段屬于V級圍巖，且表層存有0～2.4m厚的填土及亞粘土，隧道內(nèi)圍巖結(jié)構(gòu)以強、弱風(fēng)化巖為主，裂隙發(fā)育，比較松散，施工期間若拱頂部位支護(hù)不到位易引發(fā)坍塌，進(jìn)而會影響整體側(cè)壁及結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定情況。地下水主要由孔隙潛水及基巖裂隙水組成，雨季易在隧道引起淋浴狀出水，而且隧道與居民樓間距比較近，所以本段隧道下穿施工有著非常大的危險性[1]。

2? 隧道施工對居民樓的影響分析

由于本隧道工期比較緊張，所以選擇從進(jìn)口和出口同時開展施工，又結(jié)合爆破規(guī)范規(guī)定及本隧道下穿居民樓的實際情況，設(shè)計下穿段爆破震動速度為2cm/s，這也使得本隧道施工有著很大的挑戰(zhàn)[2]。

關(guān)于爆破震動速度和相關(guān)主要影響因素之間的關(guān)系可以通過薩道夫斯基公式進(jìn)行計算和表示：

公式中，R表示安全的爆破振動距離;Q表示炸藥用量;V表示地震安全速度;m表示炸藥用量指數(shù)，取1/2;K、α表示和爆破處相關(guān)的地形及地質(zhì)等條件的系數(shù)及衰減指數(shù)，最終通過實際試驗來確定[3]。

3? 爆破試驗及施工

3.1 爆破試驗

3.1.1 爆破工藝

該隧道段的爆破施工工藝流程是：制定爆破方案→畫線及炮孔布置→炮孔鉆孔施工→檢查炮孔→安裝炸藥→連導(dǎo)線→起爆→檢查爆破情況。

3.1.2 鉆爆施工

①炮孔的布置。

安排專業(yè)測量隊伍配置全站儀依據(jù)設(shè)計圖紙對每排炮孔進(jìn)行了準(zhǔn)確測量，并把炮孔布設(shè)好。同時順沿拱頂?shù)妮S線設(shè)置了必要的控制線，又用紅漆刷涂至掌子面與拱頂上，有效控制了鉆孔方向，減小了鉆孔的開孔誤差，更是方便了鑿巖施工過程中技術(shù)人員能夠有效控制炮釬的方向及角度，最終確保了炮孔的布孔質(zhì)量。

②裝藥和起爆。

開始裝炸藥之前，認(rèn)真、仔細(xì)的檢驗了全部炮孔的位置及深度，待全部炮孔都達(dá)到設(shè)計要求后，再利用風(fēng)壓對炮孔實施了清洗。裝填炸藥的過程中，安排了領(lǐng)工員在旁監(jiān)督，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的炸藥用量及結(jié)構(gòu)要求，準(zhǔn)確安全的填好了炸藥[4]。

3.2 爆破方案設(shè)計與試驗

下穿該樓腳段屬于該隧道中要控制爆破關(guān)鍵之處，為了可以在爆破施工過程中保障居民樓足夠的安全，對爆破設(shè)計方案實施了可行性研究實驗。并把整個爆破實驗分成了兩步實施：第一步就是計算出準(zhǔn)確的K、α值，第二步就是爆破設(shè)計的控制，并明確最大一段的裝填炸藥量，并實施試驗和監(jiān)測。第一步經(jīng)過試驗得出參數(shù)K=140.05，α=1.327，由于篇幅有限，不做累述。下面主要針對第二步進(jìn)行詳細(xì)論述。

3.2.1 第二步爆破試驗

結(jié)合第一步爆破試驗獲得的爆破振動衰減系數(shù)值，對爆破做出了相應(yīng)的調(diào)整，比如，把原來在掌子面中部掏槽的位置修改到了左下角;對爆破點與建筑物的間距進(jìn)行合理延長等等。并結(jié)合爆破監(jiān)測獲取的振速及距離等數(shù)據(jù)，計算出了本隧道光面爆破所需的最大一段的裝填炸藥量，然后開始具體的第二步爆破試驗。采取楔形的方法進(jìn)行具體的掏槽作業(yè)，在四周選擇光面爆破方式進(jìn)行爆破，炮孔設(shè)計深度是1.0m，在半斷面上共設(shè)有136個炮孔，并把其分了15段，實施孔外延期爆破。周邊眼80個，隔一個炮孔裝填一次炸藥，且每個炮孔的裝藥量是0.15kg。掏心眼6個，每個孔的裝藥量是0.45kg，并往掏槽眼中部鉆了兩個直徑114mm的空孔。輔助眼50個，每個孔的裝藥量是0.3kg?？偣彩褂谜ㄋ幜渴?3.7kg。本次設(shè)計方案中最大一段裝填藥量主要是集中在掏槽眼，每個孔的裝藥量是0.45kg，最終爆破施工的優(yōu)化設(shè)計方案如圖2所示。此環(huán)節(jié)總共實施了四次爆破試驗，這四次爆破試驗的數(shù)據(jù)和相關(guān)分析結(jié)果分別如表1、表2所示。

3.2.2 效果及施工情況

在本隧道試驗過程中對每次的最大爆破振動速度進(jìn)行有效的監(jiān)測和及時反饋，為實際的爆破設(shè)計和修改爆破參數(shù)提供了準(zhǔn)確有效的依據(jù)。同時也在第二步爆破試驗中取得了準(zhǔn)確的爆破參數(shù)，并符合實際爆破施工的振速要求，保障了本次隧道施工的進(jìn)度。

本隧道下穿居民樓施工爆破試驗監(jiān)測得出爆破最大的振動速度為0.69cm/s，比設(shè)計最大振速值2cm/s小很多，說明了本隧道下穿居民樓爆破施工設(shè)計能保證樓房的安全，具有良好的可行性。

4? 結(jié)論

本隧道爆破施工中，為了確保居民樓的安全，進(jìn)行了必要的爆破試驗并有效的應(yīng)用了控制爆破技術(shù)，并根據(jù)試驗結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)，明確并優(yōu)化了爆破方式及炸藥用量，比如，采取了中心雙大空孔的楔形掏槽等措施，把爆破振速嚴(yán)控到2cm/s以下，保障了地面樓房及其他建筑的安全，最后取得了預(yù)期的施工效果。最后希望本文內(nèi)容可以為相關(guān)人士及類似工程提供有價值的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳崇.高速鐵路隧道施工控制爆破方案設(shè)計研究[J].工程技術(shù)研究，2019（9）：201.

[2]任書法.隧道開挖施工的爆破振動監(jiān)測與控制技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（12）.

[3]李冠豪，邢恩達(dá)，翁新海.長距離引水隧洞爆破振動對臨近建筑物影響的安全評價[J].科技通報，2019（6）.

[4]吳慧，汪艮忠.復(fù)雜環(huán)境下既有隧道擴挖爆破技術(shù)[J].工程爆破，2019，25（4）.