降低淺埋隧洞爆破振動危害施工技術

(浙江省水電建筑安裝有限公司， 杭州 310051)

降低淺埋隧洞爆破振動危害施工技術

蘇戰軍

(浙江省水電建筑安裝有限公司， 杭州 310051)

本文以杭州市錢塘江引水入城輸水隧洞工程淺埋暗挖段的爆破開挖施工為例，介紹了采用縮短單循環進尺和精確延時起爆的控制爆破工藝。實踐證明，該工藝有效地降低淺埋隧洞爆破振動的危害，可在類似工程中推廣。

淺埋； 隧洞； 爆破； 降低振動危害

1 工程概況

杭州市錢塘江引水入城輸水隧洞工程是浙江省重點工程，全長8km，總投資11億元。2007年10月開工，要求2008年底隧洞開挖全線貫通。工程施工時間緊、任務重，特別是隧洞V標段樁號7+655～7+591.5m的淺埋暗挖段，位于西湖留下街道花牌樓村7座5層居民樓和1個倉庫庫房的正下方，洞頂距地表的最小距離約為18m。該工程地處風景區，平常有游客，有居民正常生活，因此必須采取嚴格的控制爆破，確保地表建筑物安全和居民正常生活。本文針對淺埋隧洞爆破開挖施工既要確保地表建筑物安全、不影響居民正常生活，又要保證開挖施工進度進行研究，總結降低淺埋隧洞爆破振動危害施工技術特點和要點。

2 淺埋隧洞施工特點

淺埋隧洞的施工特點是埋深淺，地表有建筑物，有居民生活，甚至處于風景區，隧洞開挖施工爆破直接影響到地表建筑物的安全和居民正常生活，因此對爆破開挖的要求比較高。如何降低淺埋隧洞爆破振動危害是淺埋隧洞開挖施工是否成功的關鍵。該工程設計要求振動振速峰值控制在2cm/s以內。

3 施工要點

該工程隧洞開挖洞徑為6.56m×6.49m的城門洞形，如果采用分兩個臺階爆破，可以減少每次爆破開挖的石方量，降低單次爆破裝藥量，從而有效減少爆破振動。但是這樣的施工工藝勢必影響到爆破效率，不能滿足施工工期要求。經過多次對比分析和探討，確定施工時重點從縮短循環進尺、精確延時起爆兩個方面進行控制。

3.1 縮短循環進尺爆破控制

隧洞常規爆破開挖爆破單循環進尺一般為2.5～2.8m，為了減少爆破振動，在非淺埋段經過多次試驗、比較和分析，開挖施工中采用縮短爆破循環進尺的方法,將爆破進尺控制在2m以內，有效地減少了爆破振動。這樣的做法雖然增加了循環，但是經過合理安排裝藥、爆破、通風散煙、出碴等各工序，對整個施工進度的影響不大。

3.2 精確延時起爆控制

為達到精確延時起爆的效果，將作為起爆器材的非電雷管改為使用隆芯-1號電子數碼雷管，延期時間間隔從50～100ms降至4～5ms。數碼電子雷管，是一種可隨意設定并準確實現延期發火時間的新型電雷管，具有發火時刻控制精度高、延期時間可靈活設定兩大技術特點。電子雷管的延期發火時間，由其內部的一只微型電子芯片控制，延時控制誤差達到微秒級。對巖石爆破工程來說，數碼電子雷管實際上已達到起爆延時控制的零誤差，更為重要的是，雷管的延期時間是在爆破現場組成起爆網路后才予設定。采用數碼雷管后，將延期時間間隔調整為4～5ms，每只炮孔的起爆時間都可以精確控制。

炮眼深度：掏槽眼2.3m，輔助眼1.8～1.95m，周邊眼1.8～2.0m，底眼2.15m。炮眼直徑420mm，炸藥采用改進型銨油炸藥和乳化炸藥，周邊眼采用直徑25mm的小藥卷，其他炮眼采用直徑32mm的標準藥卷。具體炮眼深度、延期時間和裝藥量詳見下表。炮孔布置及起爆順序見圖1。

爆破參數表

續表

圖1 采用數碼電子雷管爆破炮孔布置

從圖1可以看出，起爆順序由內向外、自下而上，利用數碼電子雷管延時起爆，既能達到分臺階爆破控制爆破振速的效果，又能解決分臺階施工延遲工期的難題。

4 控制爆破效果

采取縮短循環進尺和精確延時起爆的施工工藝以后，根據爆破振動振速監測成果，垂直方向的爆破振動振速峰值平均值、最大值分別為0.71cm/s、1.25cm/s(見圖2)；水平方向的爆破振動振速峰值平均值、最大值分別為0.63cm/s、1.54cm/s(見圖3)。垂直方向、水平方向的爆破振動振速峰值均小于2.0cm/s，達到此次控制減振目標的要求，且低于《爆破安全規程》規定的設計值2.5cm/s，確保了隧洞上部建筑物的安全和居民正常生活，說明采用縮短循環進尺和精確延時起爆的施工工藝對降低淺埋隧洞爆破振動危害是有效的。同時鉆爆時間也比全斷面鉆爆時間縮短約18%，兼顧了項目工程階段性進度目標的要求。

圖2 垂直方向振動波形圖

圖3 水平方向振動波形圖

5 結 語

降低淺埋隧洞爆破振動危害施工技術成功地解決了淺埋隧洞爆破振動危害的難題，解決了在淺埋隧洞上部有地表建筑物和有居民生活的地區將爆破振動控制在安全范圍內的問題，減少了政策處理的難度和成本，同時兼顧隧洞爆破開挖施工進度不受影響，在類似施工條件的工程中具有很強的推廣意義。

[1] GB 6722—2003爆破安全規程[S].

[2] 劉殿中，楊仕春.工程爆破實用手冊[M].第二版.北京：冶金工業出版社，2003.

Construction Technology for Lowering Shallow Tunnel Blasting Vibration Hazards

SU Zhan-jun

(ZhejiangHydropowerConstructionandInstallationCo.,Ltd.,Hangzhou310051,China)

In the paper, blasting excavation construction of shallow burial hidden excavation section in Hangzhou Qiantang river downtown diversion project is adopted as an example. Control blasting process of single cycle footage shortening and precise delay blasting are introduced. Practice has proved that the process can effectively reduce hazards and influence of shallow burial tunnel blasting vibration, which can be extended in similar projects.

shallow burial; tunnel; blasting

TV52

A

1005-4774(2014)10-0000-03