甬臨公路臨近鐵路爆破施工風險評估和防護措施分析

李偉 王金偉

（宏遠建設有限公司，浙江 溫嶺 317500）

1 爆破具體炮位與鐵路的位置關系

1.1 烏山隧道右洞進洞處（按道路里程前進方向，靠鐵路側）

道路里程樁號；YK8+650～YK8+700段，相對鐵路里程K389+025～K389+075段，鐵路地圖中心距道路中心線62.2m，鐵路地圖中心距道路邊沿線最近距離為54.3m，垂直高度為2米（防控區域k388+725～k389+375）。

1.2 坑里水庫右線明挖爆破

道路里程樁號；YK10+950～YK11+000段，相對鐵路里程K391+325～K391+375段，爆區底部距鐵路中心線最近水平距離距約80m；高差約8-10m。

2 爆破時間

在鐵路客車停運之后，即每天的爆破時間定為晚上23:00至第二天凌晨3:00。

3 爆破對鐵路的影響、防護措施和應急處理

3.1 爆破對鐵路的影響主要有六點

（1）飛石

（2）振動

（3）螺絲松動

（4）軌道幾何狀態超限

（5）路基隧道出現裂縫

（6）接觸網的脫落

3.2 預計爆破對鐵路造成以上各項影響時的防護措施和應急處理辦法

（1）對飛石的防護處理

a.在烏山隧道明洞口掛一道厚度大于6mm輸送帶防護簾，再在洞口做一道工字鋼結構的防護排架，可以防護又可以作為鉆孔裝藥平臺，用輸送帶搭接，第二層用鋼板防護。b.坑里水庫，在靠近鐵路的一側，做一道用腳手鋼管搭設的六米高的雙排竹排屏障。

（2）振動；孔深最深不超1.5m，最大一段起爆藥量，幾次試驗最大段炸藥起爆，只要不超過18kg，最短距離按47m計算，振速達1.975cm/s不超過2cm/s。廟坑里最大一段起爆藥量35.5kg。最短距離按80m考慮。計算1.25cm/s，振速均不超過2cm/s

（3）對螺絲松動、軌道幾何狀態超限，路基隧道裂縫、塌方的應急處理，鐵路部門提前做好應急準備，準備應急物資及機具，隨時待命；

（4）對接觸網的脫落處理，由維管段負責作應急處理。

4 爆破各點安全風險分析

4.1 廟坑里水庫

4.1.1 爆破振動速度上臺階

經計算最大振速為1.2cm/s，小于鐵路安全影響評估里允許的5cm/s，爆破振動在規定的范圍內。

4.1.2 個別飛石距離

個別飛石安全距離采用下式計算：RFmax=Kφ*D計算得：RFmax=135m工程實踐證明w選測正確，保持良好的堵塞，飛石可控制在爆破拋射正面60米左右，兩側30米左右，后面基本無飛石。個別飛石控制和防護措施：

（1）嚴格按設計進行施工；

（2）嚴格控制炸藥單耗，采用松動爆破藥量，保證堵塞長度和堵塞質量；

（3）控制排間間隔時間，以4段雷管作為排間延期；

（4）按設計做好施工防護覆蓋工作，確保爆破飛石控制在60米以內；

（5）最小抵抗線背向鐵路線及主要設施，對破碎帶等特殊地段要進行裝藥調整；

4.1.3 爆破沖擊波

因本工程爆破屬露天臺階爆破，爆破作用指數n≤1，不是主要影響因素，故省略計不算。

4.2 烏山隧道

4.2.1 爆破振動速度上臺階

①進口段Ⅴ級圍巖上下臺階1.0米進尺，對洞口民房等建筑物的驗算進洞口段Ⅴ級圍巖最大段裝藥量是上臺階部分14段和下臺階部分的14段，最大段裝藥量為6.6kg（見Ⅴ級圍巖1.0米進尺開挖爆破參數表）。

Q-最大段發藥量（取最大段發藥量Q=6.6kg）

圖1 排架結構正視圖

圖3 排架結構俯視圖

圖5 防護臺車實物圖

圖6 洞口防護臺車示意圖

V-地震安全速度 cm/s

R-測點距離爆區邊沿距鐵路隧道 47m

K、a-與爆破點地形、地質條件等有關的系數和衰減指數k取150，a取1.5，公式為：V=，則 V≈1.2cm/s。隧道和周邊的廠房均在安全振速范圍內。

②爆破振動速度下臺階

Q-最大段發藥量（取最大段發藥量Q=7.2kg）

V-地震安全速度 cm/s

R-測點距離爆區邊沿距鐵路隧道 47m

K、a-與爆破點地形、地質條件等有關的系數和衰減指數k取150，a取1.5，公式為。則V≈1.25cm/s，隧道和周邊的廠房均在安全振速范圍內。

圖2 排架側視圖

圖4 排架結構效果圖

4.2.2 爆破沖擊波安全距離

按空氣沖擊波的計算公式：（《工程爆破》冶金工業出版社）

P=H（Q1/3/R）β

P-沖擊波超壓值105Pa

H-與爆破場地條件有關系數，主要取決于藥包的堵塞條件和起爆方法 經查表為1.45

R-自爆破中心到測點的距離 m；

β-空氣沖擊波衰減指數查表為1.55，

Q-一次爆破總藥量

空氣沖擊波超壓的安全允許標準為：對人員為0.022×105Pa對建筑物基本無破壞時為 0.02×105Pa；P 取 0.02

4.3 個別飛石安全距離

個別飛石的飛散距離受地形、風向和風力、堵塞質量、爆破參數等影響，淺孔爆破一般按下式計算：

Rf=（15～16）d

式中：Rf-碎石飛散對人員的安全距離m；

d-炮孔直徑 取4.2cm；

則 Rf=67m

5 飛石防護措施

5.1 坑里水庫

先在孔口處加壓1個不小于30 kg的砂包，后用長7m寬0.6m輸送帶將炮區頂部全部覆蓋兩層。再在輸送帶上用漁網把整個爆區覆蓋，在漁網上壓上砂包等重物，以阻擋爆破碎塊的飛石發生。

在爆區南側搭設高防護排架，對飛石進行進一步遮擋。

5.2 烏山隧道

進洞爆破試驗前，根據施工圖紙內容做好：邊仰坡施工-30m管棚施工-機械開挖半暗明洞-半暗明洞澆筑-臨時護拱澆筑-洞門搭設（洞門采用腳手片制作，內掛塑料輸送帶門簾）的進洞準備工作及防止飛石準備工作。（說明：臺車前段懸掛全斷面無縫搭接輸送帶；第二層間隔0.6m；3mm花紋鋼板；臺車門洞掛兩層輸送帶）。

由于在晚上進行，因此在施工時，在爆區一側安全區域布設探照燈進行照明，用攝像機進行拍攝，來評價防護效果的好壞，進而確定最終的防護措施。

結語

通過在該地質地形條件和爆破方式下，隧道內的振動衰減規律，為隧道施工提供施工參數和理論依據。獲得在該爆破條件下既有鐵路安全可靠、合理可行的施工方法，為今后在類似工程施工中積累經驗。

[1]公路隧道施工技術規范[S],2009.

[2]GB6722-2011.爆破安全規程[S].

[3]工程爆破[M].北京：冶金工業出版社.

[4]甬臨線爆破評估報告[R].中國鐵科院.