城市隧道秒雷管微震爆破开挖施工技术

城市隧道秒雷管微震爆破开挖施工技术

赵腾飞李金会向明苏井高陈涛

中国建筑土木建设有限公司北京市丰台区100000

摘要：针对城市隧道的快速发展，本文从实践角度出发，分析了影响爆破振动的因素，提出了相应的优化爆破振数的策略，为相关建设者提供一定的经验方法。结果表明通过秒雷管微振爆破分次分段起爆，在隧道周边布设减震孔的方法能有效的降低爆破振动对地面的影响。

关键词：秒雷管；分次分段起爆；减震孔

引言

随着城市的快速发展，地上交通趋于饱和，从而转向地下交通发展，所以地下暗挖矿山法隧道工程日益增多。因城市居住人口多、建（构）筑物结构复杂、地下管网密集，为确保周围建（构）筑物结构的安全以及减小对周边居民居住环境的影响，要求严格控制爆破振速。为解决以上问题，可在复杂城市隧道环境开挖施工中采用秒雷管微振技术分次、分段爆破，在开挖断面布设减震孔形成减震隔离带的方法能有效的控制爆破振数，减小对周边环境的影响，相对传统的毫秒雷管爆破中的震动有效降低了高达20%～40%。

一、工程概况

红岩村桥隧项目是重庆市快速路“三纵线”居中的一段，起点位于红岩村嘉陵江大桥北桥台，终点位于五台山立交，主线双向6车道，设计车速80km/h。项目包含红岩村隧道、轨道交通5号线节点预留工程、歇台子连接线隧道、红岩村立交、五台山立交。隧道全长11.262km,线路穿越6条既有隧道（2条铁路、4条轨道线)、毗邻2000余栋建筑、穿越5个军事管理区。

红岩村隧道下穿的南方花园和埝山苑两个小区修建年限较早，房屋结构在5.12汶川大地震的时候已出现损坏。为确保既有结构的安全，减少对周边居民环境的影响，隧道开挖时采用秒雷管微振技术分次分段爆破，同时在隧道拱顶开挖边线周围布设减震孔，解决了近接隧道施工爆破振速控制的问题，确保了本工程的顺利实施。隧道爆破开挖下穿南方花园小区和埝山苑小区由2018年3月20日开始实施，于2018年7月25日施工完成。

二、秒雷管微振爆破技术使用优点

1、相比于传统的钻爆施工方法，采用秒秒雷管分次、分段起爆，布设减震孔的方式，在保证减震的前提下，增加了单循环进尺，改善了爆破效果，施工效率及安全性均大大提高。

2、利用秒雷管延期精度高、组网使用安全可靠及孔内可编程等优点，同时布设减震孔吸收部分振动的能量，可满足复杂环境条件下隧道爆破工程的减震设计要求。

3、施工过程中，通过对爆破震动数据监测波形进行分析、调整，使得微差爆破的错相减震技术得以真正实现。

隧道控制爆破施工工艺重点控制爆破振速和控制爆破光面效果，秒雷管在城市复杂环境控制爆破施工中，利用了错峰减震机理，使爆破震动波的波峰相互错开实现减震，充分使得爆破震动反向叠加，降低爆破震动；布设减震孔吸收大部分震动的能量，使减震隔离带后面的区域受到的振动大大减弱，同时也能有效的降低爆破振数。

三、秒雷管微振爆破施工技术与方法

（一）爆破方案

为达到降低爆破振和光面爆破效果的目标，爆破作业采用秒雷管微振控制爆破，在掏槽眼及隧道拱顶周边布设减震孔，采用“一定位、二钻孔、三装药、四分段爆破”工序，即用全站仪放样定位炮眼布置，根据掏槽孔的位置及隧道的开挖边线定位减震孔位置，根据掌子面预留空间减小下一循环钻孔外插角进行钻孔，采用不耦合装药结构，通过6个段位（1段、3段、5段、7段、9段、10段）秒雷管分批次爆破，最终达到降低爆破振速和光爆爆破效果的双控目标，加快现场施工进度，使工期得到最大保障。

1、设计中秒雷管的选择

爆破雷管全部使用秒雷管，共6个段位，分别为：1段、3段、5段、7段、9段、10段，炸药为2#岩石乳化炸药，药卷直径Ф32。

2、钻孔参数的选取

炮眼深度L：该段初期支护为IV围岩普通段复合式衬砌设计，每榀钢架间距1.0m，本设计取循环进尺2.0m，对应炮眼深度L值为2.0m左右。

3、炮眼布置

周边眼沿优化后隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求。辅助眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴的需要。

4、减震孔布设

减震孔孔径为φ100mm，掏槽区两边分别布置10个减震孔，拱部周边从起拱线位置沿着开挖边线布设，孔间距为300mm，每次钻孔的深度为2.5米。

图1炮眼及减震孔设计图

（二）测量放样定位

钻眼前，测量人员用全站仪放出开挖轮廓线及炮眼位置，同时用红色自喷漆绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。

（三）钻孔

钻孔时，按炮眼布置图正确钻孔。钻孔作业人员要熟悉炮眼布置，能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的工人操作，台车下面有专人指挥，以确保周边眼准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时要根据眼口的位置、岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，掏槽眼要加深10cm。炮眼的深度和角度要符合设计要求。掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排拒、行距误差均不得大于10cm；周边眼眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。

（四）清孔

按照爆破设计钻孔到位后，用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

（五）装药

装药需分片分组自上而下、分段进行装药。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

（六）连接起爆网络

起爆网络采用复式网络，确保起爆的可靠性和准确性。连接起爆网络时需注意：导爆管不能打结和拉细，各炮眼雷管联接次数要相同；引爆雷管要用黑胶布包扎在离开一簇导爆管自由端10cm以上处，导爆管连接次数要相同。网络联好后，要有专人负责检查核实，经检查符合要求时方可进行引爆。

（七）起爆

起爆方式采用分次起爆。起爆顺序为先起爆掏槽眼和扩槽眼，然后是底板眼和周边眼的光面爆破。

掏槽眼与扩槽眼采用分段爆破方式，掏槽眼采用秒雷管1段，扩槽眼采用秒雷管3段，待掏槽眼与扩槽眼起爆之后立即进行通风，爆破10分钟后安排专业人员对爆破效果进行检查，检查是否存在盲炮，存在盲炮及时处理，确认安全后再对底板眼与周边眼进行装药爆破，底板眼与周边眼爆破时采用分段爆破。掏槽眼起爆后形成临空面，底板眼和周边眼爆破时相对更容易。

起爆前安全员检查是否有人员遗留，确认无误后再起爆。首先用智能起爆设备再次检查网络，然后打开充电开关，然后所有雷管进入起爆就绪状态，按下双起爆按钮后起爆。

结束语

随着城市的快速发展，环保的要求越来越高，城市隧道开挖爆破施工控制越来越严，施工对周边环境的影响要求越来越小，秒雷管微振爆破施工在城市隧道爆破开挖施工领域将会得到更大的应用，此工法效的减小了城市隧道爆破施工的振动，减小了隧道爆破对周边环境的影响，加快了爆破开挖施工进度，有效的缩短了工期，为城市隧道的施工提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]JTG D70-2004公路隧道设计规范

[2]JTJ 042—94.公路隧道施工技术规范