極小凈距隧道爆破控制技術(shù)研究

侯云江 杜偉康

摘要：本文以舊屋基隧道為依托，針對(duì)極小凈距隧道的特點(diǎn)，對(duì)先行洞、后行洞中導(dǎo)洞及后行洞上臺(tái)階大斷面擴(kuò)挖時(shí)各流程中爆破藥量和爆破流程進(jìn)行了控制，使爆破質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：極小凈距隧道;中導(dǎo)洞;爆破藥量;爆破流程;控制

中圖分類號(hào)：U459.2? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

小凈距隧道是介于普通分離式隧道與連拱隧道的一種新型結(jié)構(gòu)型式，其造價(jià)和施工工藝與普通分離式隧道和連拱隧道相比具有較大的優(yōu)勢(shì)，它不受地形條件的限制，因此有利于總體線路規(guī)劃和線型優(yōu)化，在公路交通、鐵路交通以及城市地鐵等工程中被廣泛應(yīng)用。但是，當(dāng)隧道間距過(guò)小時(shí)，后行隧道爆破開(kāi)挖對(duì)先行隧道擾動(dòng)較大，極易導(dǎo)致隧道支護(hù)、襯砌開(kāi)裂，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致隧道整體失穩(wěn)破壞，因此如何有效控制后行隧道爆破振動(dòng)對(duì)先行隧道結(jié)構(gòu)的影響，顯得至關(guān)重要。

針對(duì)這些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)等手段對(duì)小凈距隧道的爆破控制與施工等方面做了大量研究，并取得了相應(yīng)的研究成果。凌同華等[1]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬手段對(duì)分岔隧道小凈距段先行隧道振速和應(yīng)力進(jìn)行分析，確定了分岔隧道小凈距段爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn);朱正國(guó)等[2]采用爆破監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬手段得到了先行隧道測(cè)點(diǎn)振動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律;杜峰等[3]采用數(shù)值模擬方法分析了后行洞爆破時(shí)，先行洞二次襯砌發(fā)生破壞距離掌子面的范圍;林從謀等[4]利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)和數(shù)值模擬等手段分析小凈距隧道全斷面振動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律;姚勇、何川等[5]采用數(shù)值計(jì)算分析了圍巖、凈距、埋深等條件對(duì)小凈距隧道爆破振動(dòng)特性的影響;龔建伍等[6]采用振動(dòng)測(cè)試分析了不同圍巖等級(jí)條件下，拱腰與拱腳處爆破振速變化規(guī)律;邵珠山等[7]采用數(shù)值模擬驗(yàn)證了不同凈距下合理藥量能夠有效控制爆破振動(dòng)效應(yīng)危害;宋天宇、王述紅等[8]采用數(shù)值模擬討論了小凈距隧道爆破過(guò)程中對(duì)施工時(shí)圍巖應(yīng)力、位移和間距的影響。

2工程概況

舊屋基隧道為分岔式短隧道，隧道全長(zhǎng)約393m，均按照“新奧法”進(jìn)行施工，最大埋深約169m。其隧道線間距出口段為5.1m，為連拱隧道，然后逐漸分開(kāi)為極小凈距、小凈距、分離式隧道。進(jìn)口段線間距約為35m。

隧道在小凈距段左線采用預(yù)留核心土開(kāi)挖，在初支與巖層間設(shè)半圓排水管并在初支與二襯間設(shè)泡沫板;右線小導(dǎo)洞先行，而后斷面擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)輪廓。在極小凈距和連拱段采用左線預(yù)留核心土開(kāi)挖法，并開(kāi)挖原中巖柱部分，澆筑鋼筋混凝土;右線采用預(yù)留核心土開(kāi)挖，靠左線輪廓部位擴(kuò)挖至鋼筋混凝土部位。

3隧道控制爆破措施

3.1先行洞爆破開(kāi)挖

舊屋基隧道采取鉆爆法開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)尺φ2.4m（即為4榀拱架），炸藥為32mm的巖石乳化炸藥，采用非電雷管起爆。左洞鉆爆參數(shù)：上臺(tái)階炮孔數(shù)約120個(gè)，單次炸藥量為240-250kg;下臺(tái)階（單側(cè)）炮孔數(shù)為12-14個(gè)，單次炸藥量為36kg;炮眼布置情況、段別與藥量分配情況見(jiàn)下圖1、圖2所示。

其中，上、下臺(tái)階爆破參數(shù)統(tǒng)計(jì)表如下：

3.2后行洞中導(dǎo)洞爆破

右洞為舊屋基隧道后行洞，為減小后行洞開(kāi)挖對(duì)于先行洞振動(dòng)影響，右洞采用中導(dǎo)洞超前的開(kāi)挖方式。中導(dǎo)洞開(kāi)挖采用鉆爆法，炸藥為φ32mm的巖石乳化炸藥，采用非電雷管起爆，每循環(huán)進(jìn)尺2.5m，中導(dǎo)洞超前上臺(tái)階大斷面5m后開(kāi)始擴(kuò)挖大斷面。

中導(dǎo)洞爆破炮孔具體布置圖如下：

3.3后行洞上臺(tái)階大斷面擴(kuò)挖方案

后行洞中導(dǎo)洞超前大斷面5m后，開(kāi)始采用冷挖、鉆爆結(jié)合的方式擴(kuò)挖，循環(huán)進(jìn)尺為1.2m（即為2榀鋼架），其中左側(cè)靠近中巖墻巖體未鉆孔，采用破碎機(jī)冷挖方法，其余部分采用鉆爆法開(kāi)挖，炸藥為32mm的巖石乳化炸藥，采用非電雷管起爆，具體爆破方案如下：

4結(jié)論

綜上所述，本文以舊屋基隧道為依托，對(duì)極小凈距隧道施工各工序下爆破藥量和爆破流程進(jìn)行了控制，使爆破質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的效果，可為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]凌同華，曹峰，張勝，張亮，谷淡平.分岔隧道過(guò)渡段的爆破振動(dòng)特性研究 [J]. 振動(dòng)與沖擊，2018，37（02）：43-50.

[2]朱正國(guó)，孫明路，朱永全，等.超小凈距隧道爆破振動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及動(dòng)力響應(yīng)分析研究[J].巖土力學(xué)，2012，33（12）：3747-3752.

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