隧道毗鄰既有建筑段控制爆破淺談

樊波

摘要：隧道工程是現代交通工程的重要組成，其通常建設環境復雜、耗費時間長、規模大，且建設中難免會遇到既有建筑物，這就為隧道的爆破施工帶來很大的困難，如不能有效控制爆破施工范圍，就會對既有建筑物造成極大的破壞，甚至會產生無法挽回的生命及財產損失。因此，文章以某隧道工程為對象，對其下穿既有居民區的爆破施工控制方案進行了分析，以期為類似隧道毗鄰既有建筑段控制爆破施工提供有價值的參考。

Abstract： Tunnel engineering is an important component of modern traffic engineering. Its construction environment is usually complex， it is time-consuming， it has large scale， and it will inevitably encounter existing buildings during construction， which brings great difficulties to the blasting construction of tunnel. If the scope of blasting construction cannot be effectively controlled， it will cause great damage to existing buildings， and even cause irreparable loss of life and property. Therefore， the article takes a tunnel project as an object and analyzes the blasting construction control scheme underneath the existing residential area， in order to provide a valuable reference for the controlled blasting construction of the existing tunnel adjacent to the similar tunnel.

關鍵詞：隧道;下穿樓房;近接施工;控制爆破

Key words： tunnel;underpass building;near construction;controlled blasting

中圖分類號：U455.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0161-02

1? 工程概況

某隧道屬于某市高速公路的控制性工程，其左、右線長分包為3643m、3628m，最大掩埋深度是394m，跨度是17.50m，該隧道工程屬于特長隧道施工，且右線進口段有80m的V級圍巖，120m的IV級圍巖。本隧道下穿密集建筑區155m左右，埋深最大是30m、最小是6m。下穿段地表有很多建筑物，其中有一居民樓在隧道的右線右側，實際位置關系情況如圖1所示。該居民樓屬于磚混結構，基礎為擴大基礎，竣工與2001年。隧道施工之前做了全面的調查工作，發現居民樓外墻表面有多處脫落，且有裂紋及松動問題存在。這一施工段屬于V級圍巖，且表層存有0～2.4m厚的填土及亞粘土，隧道內圍巖結構以強、弱風化巖為主，裂隙發育，比較松散，施工期間若拱頂部位支護不到位易引發坍塌，進而會影響整體側壁及結構的安全穩定情況。地下水主要由孔隙潛水及基巖裂隙水組成，雨季易在隧道引起淋浴狀出水，而且隧道與居民樓間距比較近，所以本段隧道下穿施工有著非常大的危險性[1]。

2? 隧道施工對居民樓的影響分析

由于本隧道工期比較緊張，所以選擇從進口和出口同時開展施工，又結合爆破規范規定及本隧道下穿居民樓的實際情況，設計下穿段爆破震動速度為2cm/s，這也使得本隧道施工有著很大的挑戰[2]。

關于爆破震動速度和相關主要影響因素之間的關系可以通過薩道夫斯基公式進行計算和表示：

公式中，R表示安全的爆破振動距離;Q表示炸藥用量;V表示地震安全速度;m表示炸藥用量指數，取1/2;K、α表示和爆破處相關的地形及地質等條件的系數及衰減指數，最終通過實際試驗來確定[3]。

3? 爆破試驗及施工

3.1 爆破試驗

3.1.1 爆破工藝

該隧道段的爆破施工工藝流程是：制定爆破方案→畫線及炮孔布置→炮孔鉆孔施工→檢查炮孔→安裝炸藥→連導線→起爆→檢查爆破情況。

3.1.2 鉆爆施工

①炮孔的布置。

安排專業測量隊伍配置全站儀依據設計圖紙對每排炮孔進行了準確測量，并把炮孔布設好。同時順沿拱頂的軸線設置了必要的控制線，又用紅漆刷涂至掌子面與拱頂上，有效控制了鉆孔方向，減小了鉆孔的開孔誤差，更是方便了鑿巖施工過程中技術人員能夠有效控制炮釬的方向及角度，最終確保了炮孔的布孔質量。

②裝藥和起爆。

開始裝炸藥之前，認真、仔細的檢驗了全部炮孔的位置及深度，待全部炮孔都達到設計要求后，再利用風壓對炮孔實施了清洗。裝填炸藥的過程中，安排了領工員在旁監督，并依據標準的炸藥用量及結構要求，準確安全的填好了炸藥[4]。

3.2 爆破方案設計與試驗

下穿該樓腳段屬于該隧道中要控制爆破關鍵之處，為了可以在爆破施工過程中保障居民樓足夠的安全，對爆破設計方案實施了可行性研究實驗。并把整個爆破實驗分成了兩步實施：第一步就是計算出準確的K、α值，第二步就是爆破設計的控制，并明確最大一段的裝填炸藥量，并實施試驗和監測。第一步經過試驗得出參數K=140.05，α=1.327，由于篇幅有限，不做累述。下面主要針對第二步進行詳細論述。

3.2.1 第二步爆破試驗

結合第一步爆破試驗獲得的爆破振動衰減系數值，對爆破做出了相應的調整，比如，把原來在掌子面中部掏槽的位置修改到了左下角;對爆破點與建筑物的間距進行合理延長等等。并結合爆破監測獲取的振速及距離等數據，計算出了本隧道光面爆破所需的最大一段的裝填炸藥量，然后開始具體的第二步爆破試驗。采取楔形的方法進行具體的掏槽作業，在四周選擇光面爆破方式進行爆破，炮孔設計深度是1.0m，在半斷面上共設有136個炮孔，并把其分了15段，實施孔外延期爆破。周邊眼80個，隔一個炮孔裝填一次炸藥，且每個炮孔的裝藥量是0.15kg。掏心眼6個，每個孔的裝藥量是0.45kg，并往掏槽眼中部鉆了兩個直徑114mm的空孔。輔助眼50個，每個孔的裝藥量是0.3kg?？偣彩褂谜ㄋ幜渴?3.7kg。本次設計方案中最大一段裝填藥量主要是集中在掏槽眼，每個孔的裝藥量是0.45kg，最終爆破施工的優化設計方案如圖2所示。此環節總共實施了四次爆破試驗，這四次爆破試驗的數據和相關分析結果分別如表1、表2所示。

3.2.2 效果及施工情況

在本隧道試驗過程中對每次的最大爆破振動速度進行有效的監測和及時反饋，為實際的爆破設計和修改爆破參數提供了準確有效的依據。同時也在第二步爆破試驗中取得了準確的爆破參數，并符合實際爆破施工的振速要求，保障了本次隧道施工的進度。

本隧道下穿居民樓施工爆破試驗監測得出爆破最大的振動速度為0.69cm/s，比設計最大振速值2cm/s小很多，說明了本隧道下穿居民樓爆破施工設計能保證樓房的安全，具有良好的可行性。

4? 結論

本隧道爆破施工中，為了確保居民樓的安全，進行了必要的爆破試驗并有效的應用了控制爆破技術，并根據試驗結果及相關數據，明確并優化了爆破方式及炸藥用量，比如，采取了中心雙大空孔的楔形掏槽等措施，把爆破振速嚴控到2cm/s以下，保障了地面樓房及其他建筑的安全，最后取得了預期的施工效果。最后希望本文內容可以為相關人士及類似工程提供有價值的參考。

參考文獻：

[1]岳崇.高速鐵路隧道施工控制爆破方案設計研究[J].工程技術研究，2019（9）：201.

[2]任書法.隧道開挖施工的爆破振動監測與控制技術[J].工程建設與設計，2018（12）.

[3]李冠豪，邢恩達，翁新海.長距離引水隧洞爆破振動對臨近建筑物影響的安全評價[J].科技通報，2019（6）.

[4]吳慧，汪艮忠.復雜環境下既有隧道擴挖爆破技術[J].工程爆破，2019，25（4）.