減震孔與水壓爆破相結合有效控制暗挖隧道通過困難邊界條件的爆破振速

文/王小龍 重慶軌道交通（集團）有限公司建管中心 重慶 401122

重慶軌道交通五號線作為貫穿南北的交通干線，在石新路片區下穿老舊城區。石新路地下車站施工通道的爆破開挖，面對困難的邊界條件，建設者們將減震孔與水壓爆破結合運用，有效控制爆破振速，成功完成建設任務。筆者作為參建者之一，現將石新路站施工通道成功通過困難邊界的方法和經驗進行總結。

1、石新路站施工通道的困難邊界條件

石新路站施工通道凈寬6.0m～9.0m，凈高5.5m～7.2m，除明挖敞口段，其余均為暗挖法施工的直墻拱型隧道，坡度為2%～14%，屬Ⅲ級或Ⅳ級砂巖，分上下臺階爆破施工。石新路站施工通道橫向下穿石新路，并且下穿地下人行通道和商業鋪面，旁穿上世紀60年代5層磚結構房屋，施工通道上方有D426燃氣主管道、自來水管。地下人行通道底板距離施工通道拱頂7.04m，磚結構房屋條形基礎豎向距離施工通道拱頂10.41m，橫向距離施工通道邊墻1.22m，位置關系如圖所示：

根據爆破安全規程及審批的爆破方案要求，以及保證附近居民舒適度和建筑設施安全性的需要，石新路站施工通道爆破振速應控制在1.0cm/s以內。但是，根據現場施工實際情況和相關經驗及公式計算不采取其他特殊的減震爆破措施，很難達到1.0cm/s的振速要求。

2、減震孔與水壓爆破相結合成功控制爆破振速

2.1 減震孔的設置

2.1.1 上臺階參數

1）鉆孔直徑φ80～100mm，環向間距0.3m，施工通道直線段鉆孔長度10m～15m，曲線段鉆孔長度5m；采用水平地質鉆機成孔。

2）第一環減震孔布置在開挖輪廓線上，環向布設長度13.6m。

3）第二環減震孔布置在二圈眼，環向布設長度12.4m。

4）掏槽眼區域中心豎向布置四個中心減震孔，間距0.5m。

上臺階減震孔布置見圖3。

圖3 上臺階減震孔布置圖

圖4 下臺階減震孔布置圖

2.1.2 下臺階參數

1）鉆孔直徑φ80～100mm，施工通道直線段鉆孔長度10m～15m，曲線段鉆孔長度5m；采用水平地質鉆機成孔。

2）左右側各設置兩排，開挖輪廓線和距離開挖輪廓線內側0.3m處各設一排，每排豎向布設長度3.1m。

下臺階減震孔布置見圖4。

根據現場實時監測的爆破振速，可適當加密減震孔或者在第二環減震孔和掏槽眼之間的輔助區域再增加一環減震孔，以達到設計減震要求。

2.2 水壓爆破水袋和炮泥的設置

水壓爆破在炮眼的布置、炮眼數量、起爆時間和順序等參數上與常規非水壓爆破一致，不同點是在每個炮眼里增加了水袋和炮泥，裝藥結構發生變化。炮眼中水袋、炮泥、炸藥的布置見圖5。

圖5 水袋炮泥布置圖

2.3 起爆順序和藥量控制

為盡可能發揮爆破臨空面和減震隔離帶的減震作用，起爆順序優化為：上臺階掏槽眼→二圈眼→周邊眼→下臺階右側→下臺階左側。單段藥量控制在2kg以內。

2.4 成功控制爆破振速

通過將減震孔和水壓爆破結合使用，并加以優化起爆順序和控制單段裝藥量，石新路站施工通道爆破開挖在通過困難邊界條件時成功將爆破振速控制在1.0cm/s以內。

3、減震孔與水壓爆破能夠減小爆破振速的原因

3.1 減震孔能夠減小爆破振速的原因

減震孔爆破就是利用爆破臨空面和減震隔離帶在爆破時對爆破震動能量的大量吸收及消耗，使隔離帶后面的區域受到的震動大大減小。在開挖輪廓線周邊布設減震孔形成了減震隔離帶，在掏槽區增設減震孔增加了爆破臨空面。減震孔的設置還可以減少一次爆破的裝藥量。

3.2 水壓爆破能夠減小爆破振速的原因

水壓爆破就是利用水作為介質傳播爆破應力波，水具有不可壓縮性，爆炸能量經過水傳遞到炮眼圍巖中幾乎無損失，有利于破碎巖石。同時，水在爆炸氣體作用下產生的"水楔"效應有利于巖石進一步破碎，炮眼中有水可以起到水霧降塵的作用，降低粉塵對環境的污染。水壓爆破對空氣沖擊波、飛石及噪聲等可有效控制。

結語：

重慶軌道交通五號線的實踐表明，減震孔與水壓爆破結合運用，能夠有效的控制爆破振速。在城市建設中，通過困難邊界條件的爆破開挖作業，可以廣泛采取減震孔與水壓爆破相結合的辦法。