城區近接隧道微震爆破技術應用研究

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

一、引言

近年城市地下交通飛速發展。建設城市地下交通目前主要有兩種方式，機械施工法和爆破法。機械施工主要是盾構機掘進，盾構機施工法的優點是噪音小、震動低、無飛石、安全性高等特點，缺點是施工效率低、成本高，在一般城市建設中無法承擔高昂的成本；爆破法的優點是效率高、成本低，缺點是產生的震動大、噪音大、安全性差，在城市隧道建設中存在一定的隱患。

重慶這座飛速發展的城市，正在大力建設地下交通。目前地下交通建設主要采用了控制爆破掘進法，而紅巖村隧道原方案采用毫秒雷管爆破但震動太大，不能滿足城市復雜環境的安全要求。

紅巖村隧道以為例，為解決毫秒雷管爆破法在城市復雜環境中存在的諸多問題，決定與秒雷管進行爆破效果對比。

二、工程概況

紅巖村隧道三縱線紅巖村隧道左線ZK6+679～800段共121m右線YK6+677～798段共121m。

三、爆破環境

(一)地形地貌。紅巖村隧道上跨軌道交通環線段隧道埋深約30m左右，屬于深埋段，拱頂10m范圍內為砂巖，再往上為砂質泥巖，地表為交通主干道謝陳路，臨近有高層建筑華宇大廈(12層)，主體為鋼筋混凝土結構，基礎為樁基，樁底距紅巖村隧道拱頂結構線約11m，此處開挖有較大風險。

(二)地質構造。工程處于金鰲寺向斜西翼，為川東褶皺束中沙坪壩—重慶復式褶皺曲中的次一級褶曲，無斷裂構造通過，構造裂隙不發育。據調查測繪，場地巖層傾向 140°，傾角8°，局部傾角15°。

(三)工程特點。(1)爆破區處于鬧市，施工環境十分復雜，周邊建筑設施較多，需保護的重要市政管線也很繁多，需對震動和飛石進行嚴格控制，對保證爆破安全的技術要求很高。(2)隧道埋深很淺，兩個隧道間的間距也很小，加大了爆破的難度，采用常規的爆破方式，很難滿足施工要求。爆破開挖必須確保邊坡圍巖穩定。(3)爆破震動、粉塵、噪聲對施工區域附近場所影響大，容易擾民，施工必須將爆破對環境、人員的影響降到最低。

四、爆破參數

(一)參數設計。(1)施工方法：三臺階法施工；(2)鉆孔參數：孔徑40mm，孔深1m-3m，豎楔形掏槽；

(二)爆破器材。2號巖石乳化炸藥、秒雷管。

(三)爆破方案。(1)第一組方案：全部使用秒雷管。施工時在盡量達到錯峰減震爆破目的的同時，充分實現爆破震動反向疊加，降低爆破震動。(2)第二組方案：全部使用毫秒雷管。

五、爆破效果分析

兩組方案爆破效果分析，爆破震動檢測點距爆區分別為隧道上方(10m)。

(一)爆破震動數據。第一組爆破方案測振結果見圖1，第二組爆破方案測振結果見圖2。

(二)爆破震動數據對比分析。圖1顯示，爆破震速最大為0.57cm/s，達到最大振速的時刻為0.0843s，即：產生最大震動速度的段位是集中在掏槽眼；圖2顯示，爆破震速最大為0.82 cm/s，達到最大振速的時刻為0.068s,即：產生最大振動速度的段位也是集中在掏槽眼。秒雷管的爆破最大質點振速與毫秒雷管相比，降低了31%。

圖1

圖2

六、結論

通過比較秒雷管、毫秒雷管爆破方案效果得出以下結論：

(1)秒雷管在復雜城市環境中爆破，在盡量實現錯峰減震機理的同時，充分達到爆破震動反向疊加，降低爆破震動，經爆破震動測試與分析，該設計相對毫秒雷管在爆破中的振動有效降低了爆破震動達30%～70%。

(2)在城市負載環境爆破工程中，使用毫秒雷管產品不僅減少和控制爆破震動產生的危害，并且提高了施工效率。