城市淺埋鐵路隧道爆破減振技術(shù)

程龍先，傅洪賢

(1.中鐵十局集團(tuán)第三建設(shè)有限公司，安徽合肥 230601;2.北京交通大學(xué)隧道及地下工程教育部工程研究中心，北京 100044)

淺埋隧道穿越城區(qū)時(shí)，爆破開挖引起的振動(dòng)將對(duì)上部及周邊建(構(gòu))筑物產(chǎn)生較大的影響，國(guó)內(nèi)外一直在積極探尋隧道爆破減振技術(shù)［1-2］，也出現(xiàn)了一些成功的爆破減振實(shí)例。日本在初狩隧道開挖中通過采用刻槽隔振技術(shù)減輕了爆破對(duì)圍巖和地表的振動(dòng)影響［3］;瑞典 LANGEFORS U 等［4］提出加大掏槽區(qū)空孔體積，減小掏槽爆破的夾制作用，從而降低爆破振動(dòng);廣州地鐵三號(hào)線在施工過程中采用微振動(dòng)控制爆破技術(shù)成功地穿越了上覆高大樓群的復(fù)雜環(huán)境地段［5］;寧波招寶山隧道采用先拉槽后光面的微振動(dòng)控制爆破技術(shù)，解決了間隔4 m的近距離雙管隧道鉆爆開挖安全問題，保證了鄰近35 m的文物和4 m厚隔墻的安全穩(wěn)定［6］。本文以蘭渝鐵路人和場(chǎng)隧道施工為例探討爆破減振技術(shù)。

1 工程概況

人和場(chǎng)隧道位于新建蘭州—重慶鐵路LYS-14標(biāo)段重慶樞紐區(qū)間，起訖里程DK947+510—DK951+960，全長(zhǎng)4.450 km，隧道為雙線隧道。隧道上部為第四系全新統(tǒng)坡殘積層、人工填土(碎石土)、砂巖、泥巖夾砂巖。地下水主要有第四系土層孔隙潛水、基巖裂隙水。

人和場(chǎng)隧道淺埋下穿水庫(kù)、城市道路、隧道、立交橋、高樓、別墅等重要建筑物，屬于高危隧道，其淺埋下穿建(構(gòu))筑物的統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 人和場(chǎng)隧道下穿建(構(gòu))筑物統(tǒng)計(jì)

2 非電導(dǎo)爆管雷管減振技術(shù)

采用非電導(dǎo)爆管雷管，由于其段數(shù)少，延時(shí)誤差大。建筑物地面與隧道拱頂間的覆蓋層厚度為30 m。在穿越建筑物前的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，采用臺(tái)階法施工，爆破引起的振動(dòng)速度＞10 cm/s，遠(yuǎn)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，故不能采用該方法穿越建筑物。

為了控制爆破振動(dòng)，上半斷面采用分部爆破開挖方法，一次鉆孔、一次裝藥、分次爆破。首先爆破掏槽部位，然后爆破擴(kuò)槽部位、壓槽部位和壓頂部位，共爆破4次，這樣爆破振動(dòng)基本控制在國(guó)家爆破安全規(guī)程所規(guī)定的范圍內(nèi)。爆破進(jìn)尺2 m。炮孔布置圖見圖1，炮孔裝藥量見表2。

隧道爆破施工引起的上部樓房爆破振動(dòng)測(cè)試結(jié)果見表3。可見，最大振速均＜5 cm/s，滿足規(guī)定［7］。

圖1 一次鉆孔裝藥5次爆破減振炮孔布置(單位:cm)

表2 各孔的裝藥量

表3 隧道埋深30 m時(shí)上部樓房振動(dòng)測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

在下穿居民樓房埋深30 m隧道爆破施工中，采用常規(guī)非電導(dǎo)爆管技術(shù)爆破開挖時(shí)，由于導(dǎo)爆管段數(shù)少，臺(tái)階法施工時(shí)爆破振動(dòng)太大，會(huì)對(duì)房屋造成損壞。因此，上臺(tái)階可以采用“四部法”爆破開挖，爆破進(jìn)尺控制在2 m之內(nèi)，鉆孔和裝藥一次完成，分區(qū)多次爆破，重點(diǎn)是保護(hù)后起爆的導(dǎo)爆管不被砸壞。這樣可以把上部樓房的振動(dòng)控制在規(guī)定的2～5 cm/s。采用該方法，可以確保每月施工進(jìn)度在50～60 m。

［1］耿萍，張征亮，汪波，等.不同工法下爆破振動(dòng)對(duì)既有隧道的影響分析［J］.鐵道建筑，2012(3):51-53.

［2］宋福.敖包溝隧道下穿工程爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)及減振措施研究［J］.鐵道建筑，2013(2):43-45.

［3］先明其.采用預(yù)切槽爆破施工法的防振措施［J］.隧道譯叢，1994(10):11-19.

［4］LANGEFORS U，KIHLSTROM B.The Modem Technique of Rock Blasting［M］.New York:John Wildy ＆ Sons，Inc.，1963.

［5］朱贊成，徐化祥.廣州地鐵三號(hào)線連拱隧道微震爆破設(shè)計(jì)［J］.爆破，2007(9):110-113.

［6］史雅語(yǔ)，劉慧.招寶山招小凈距隧道開挖爆破技術(shù)［J］.工程爆破，1998(4):31-36.

［7］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB 6722—2003 爆破安全規(guī)程［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.