浅谈隧道洞口爆破减震措施

浅谈隧道洞口爆破减震措施

王继锋

中铁隧道集团四处有限公司广西南宁530000

摘要：伴随着轨道交通的快速发展，地下隧道施工规模也随之加大，而为了减少和避免隧道施工对上部和周围建筑物的影响，施工企业必须采取有效的爆破减震措施。因此，本文以工程实例对隧道洞口爆破减震措施进行了深入探究。

关键词：隧道洞口；爆破；减震

一、工程概况

溪洛渡水电站黄坪村隧道位于永善县黄华镇黄坪村，是一座独立的单洞隧道，隧道进口K41+235～K41+402.307段位于曲线上，曲线半径R=251m，洞身K42+543.333～K43+897.326段曲线半径R=1000m；出口K44+155.649～K44+202段曲线半径R=278.919m。隧道为单向坡：K41+235～K44+202段为2.40%。隧道进口处以灌木与乔木为主，出口处以灌木为主，山脚处有少量花椒树。区内山高谷深，山势巍峨，海拔高程多在2000～3000m以上，山坡坡度40-70°。隧道洞身围岩为强—微风化霏细斑岩，隧道范围内地下水以松散岩类孔隙水和基岩裂隙水为主，水量匮乏，地下水对混凝土不具有腐蚀性。

二、隧道洞口爆破及安全防护技术

（一）土方开挖

先清除表皮和表土，土方的开挖自上而下地进行，在施工时，以机械为主，人工施工为辅。在开挖时，注意边坡与设计边坡的一致性，不能出现超挖。弃土则应该用自卸汽车运出施工场地，放置在弃土场，弃土场要堆置整齐、稳定，同时，还要确保排水畅通，以免对周围的环境造成不利影响。

（二）石方开挖

由于隧道出口临近民房，所以，石方开挖要尽量避免爆破，而应该采用镐头机进行开挖，镐头机不能开挖时，则采用放小炮，加强覆盖的方法进行开挖。隧道进口全风化—强风化岩层采用镐头机进行开挖，弱风化岩石开挖采用台阶法浅孔松动爆破，底部和边坡角预留保护层松动爆破，减弱爆破对底板和边坡的影响。爆破的参数为：按照设计边坡预留保护层1.5-2m，最小抵抗线取1m，炮孔直径为φ42mm，孔距为0.65m，排距为1m，松动爆破单耗取0.4kg/m3，眼深为1.8-2.5m，采用乳化炸药，预留保护层爆破采用φ25×300mm光爆小药卷，每孔装药量，第一排孔为0.4kg，第二排孔为0.52kg，第三排孔为0.65kg，非电毫秒导爆雷管微差起爆，尤其要注意的是，在靠近洞脸处的岩石开挖和起始洞身的开挖需要放小炮，并适当减少装药量，以此避免洞脸边坡由于爆破而发生岩石震裂，松动和塌方等现象。明方开挖在进场后，采用电动空压机或者移动式内燃空压机配YT-27型气腿式凿岩机钻孔。在施工时，需要设置标志牌，在爆破后及时将道路上的石碴清理干净。

三、隧道洞口爆破减震措施

（一）选择低爆速炸药，即200-2500m/s，或者选用专门的光爆炸药，对周边光面进行爆破，实测的振速在相同条件比普通岩石硝铵炸药可以降低大约64%-78.7%，所以说，在掏槽和一般炮眼选择爆速相对较低的炸药，产生的振动效应就会减小。

（二）尽量创造良好的掏槽爆破临空面条件，可以采用多重楔形掏槽以及直眼分层掏槽、螺旋形掏槽。在掏槽后，槽腔足够的情况下，尽量采用宽孔距小抵抗线的布眼形式，以此获取相对较好的临空面。

（三）选用合理的段间隔时差，使段间隔时差大于爆破振动朱振相的延续时间，保证每段炸药爆破做到独立作用。避免爆破振动波的叠加作用，设计爆破网络为孔内微差、孔外同段的非电微差起爆技术。导爆管则跳段使用，段间间隔时间要大于50ms，防止震波相叠加，从而产生较大的震动。

（四）适当调整炮眼布置，单位面积炮眼的数量从1.26个增加到1.4个。同时，循环进尺从2m调整到1.5m。掏槽眼内插角从31°调整到42°。炮眼布置调整后，雷管段位数增加，受雷管段别限制，采用毫秒雷管结合秒管分两次起爆。炮眼具体布置如图1所示。

（五）严格控制同段雷管的段最大装药量，段最大允许装药量可以按照以下公式进行计算。

其中，Qmax为段最大允许装药量；R为爆源中心到振速控制点的距离；Vkp为质点振速安全控制标准；K为与地震波传播途径通过的介质性质及爆破因素有关的系数；a为爆破振动衰减指数；在硬岩条件下，Vkp可取15。地表建筑物比较坚固的砖砌楼房，Vkp控制在2.5以内。一般砖砌建筑物，Vkp控制在1.5。质量差的陈旧建筑物，Vkp控制在0.8以内。

（六）对周边采用分段预裂爆破，以此减小掏槽掘进炮眼爆破对周边围岩的振动效应。工程测试资料显示，理想的预裂缝具有非常显著的减震效果，一般情况下，能够减小震动强度50%左右，在必要时，可以沿着周边轮廓钻一圈密集的减震孔，也能够起到良好的减震作用。根据施工现场围岩实际情况，调整爆破方法，实施预裂爆破，先预裂周边炮眼，以此形成预裂缝，再对掏槽眼、扩槽眼和辅助眼进行爆破。受雷管段别限制，仍旧采用毫秒雷管结合秒雷管分两次进行爆破，雷管相邻段位起爆间隔时间大于50ms，防止振动波叠加。

（七）应用控制爆破的原理，控制单位岩体爆破的炸药用量。在隧道大断面开挖爆破中，可以根据炮孔的位置和作用，采用不同的炸药单耗。周边可以通过进行计算和试验，采用临界装药量。掏槽，可以采用加强抛掷爆破的装药量。扩槽和底板眼，可采用标准抛掷爆破的装药量。掘进眼槽腔上部可以采用松动爆破的装药量，槽腔两侧可以采用减弱抛掷爆破的装药量。槽腔下都可以采用标准抛掷爆破的装药量。二圈眼采用松动爆破的装药量。做到在保证爆破效果的前提下，控制炸药单耗，以此达到控制炸药用量、减小振动效应的目的。

（八）控制掏槽、边角、底板眼爆破的段装药量，一般应该取段最大允许装药量的70%。因为掏槽和边角眼爆破夹制作用大，底板眼爆破负荷大，实际爆破振动测试说明，在相同条件下，掏槽、表叫和底板眼爆破产生的振动效应比其他眼爆破较大，有时还会大出很多。所以，必须严格控制掏槽、边角和底板眼爆破的段装药量。在城市地下工程的开挖爆破中，必要情况下，掏槽眼位尽量要布置在巷道底部，加大掏槽部位爆源至地表的距离，以减小掏槽爆破产生的振动效应对地表建筑物造成的影响。

结语

综上所述，本工程隧道洞口爆破选用低爆速炸药，促使震动明显减小，并创造了良好的掏槽爆破临空面，并对炮眼的位置进行适当调整，而预裂爆破等方法的使用，能够保证低爆速炸药满足要求的爆破效果。同时，还选择了合理的段间隔时差，从而有效防止了震波相叠加，而造成的巨大震动。通过采取有效的减震措施，促使隧道开挖爆破对周围的影响大大降低，并实现了预期目标。

参考文献

[1]马福顺.浅议隧道爆破施工减震措施[J].工业,2016(1).

[2]赵孟岐.隧道爆破施工减振措施分析[J].山西建筑,2011,37(7).

[3]钟运秋.隧道爆破减震技术措施研究[J].西部交通科技,2014(1).