复杂环境下隧道控制爆破技术

复杂环境下隧道控制爆破技术

发表时间：2019-10-18T14:08:52.903Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：汪伟[导读] 摘要：爆破是隧道开挖广泛应用的一种方法，特别是在隧道通过或临近居民居住区、高楼大厦、既有交通运输隧道等复杂环境，除保证开挖面圆顺外，还需选择合理爆破参数、起爆顺序，使用新工艺、新材料，通过防护、隔离、降噪、减振等综合措施，减少对既有结构物的影响，保证施工顺利进行。

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摘要：爆破是隧道开挖广泛应用的一种方法，特别是在隧道通过或临近居民居住区、高楼大厦、既有交通运输隧道等复杂环境，除保证开挖面圆顺外，还需选择合理爆破参数、起爆顺序，使用新工艺、新材料，通过防护、隔离、降噪、减振等综合措施，减少对既有结构物的影响，保证施工顺利进行。

关键词：复杂环境；控制爆破；爆破振速；聚能【1】

Summary:Blasting is a widely used method of tunnel excavation, especially in complex environments such as tunnels passing through or near residential areas, high-rise buildings, and existing transportation tunnels. In addition to ensuring that the excavation surface is smooth, reasonable blasting parameters and detonation sequence must be selected. Using new technology and new materials, through the protection, isolation, noise reduction, vibration reduction and other comprehensive measures to reduce the impact on the existing structure, to ensure that the construction progress smoothly. Key words: complex environment；controlled blasting；blasting；vibration polymerization

一、研究背景

钻爆法因为能适用各种地质条件和地下水环境，并且断面形式比较灵活，适合单线、双线及多线、车站等各种断面，在过渡段、变断面等TBM、盾构无法施工地段更具有先天优势，所以目前仍是隧道施工广泛采用的施工方法。

目前中国高铁已突破2万公里，在东部沿海发达地区，高铁、普铁与高速公路相互交错，形成四通八达的交通运输网。同时，随着经济发展，中国人口上千万、GDP过万亿的大城市已有12个，各一线城市为争取成为区域中心，各出妙招，吸引人才，使得城市规模仍在不断扩大，城市交通压力倍增，城市轨道交通方兴未艾。城市轨道交通为少占用地，避免与地面交通干扰，多采用地铁方式。地铁隧道穿越城市中心，商业区、居民集中区高楼林立、管道众多，为减少影响，一般采用盾构施工，但在一些地质条件、断面过渡、车站等不适合盾构施工地段，仍需采用暗挖方案。暗挖隧道如遇坚硬围岩，如广州、厦门等沿海城市，下伏岩层多为玄武岩、花岗岩，其原岩抗压强度达120MPa以上，必须要采用爆破施工。而在这些发达城市进行爆破施工，周边环境复杂，有上传或下穿正在运行隧道，或者毗邻商业办公楼、政府办公区、居民生活区、重要管线，对爆破振速、噪声、粉尘浓度控制提出了更高要求，施工中，必须采用综合控制措施，才能满足规范要求，保证施工顺利进行。

表3-1：爆破振动安全允许标准

二、爆破设计原则

1.必须详细调查爆破区地质资料及周围环境情况和位置关系，能确定保护对象的性质、结构、新旧情况。

2.向当地政府、产权单位了解结构物对爆破振动、冲击波、噪声等安全要求。

3.爆破方案能保证施工人员、设备、支护结构和周边环境的安全。

4.将爆破振动、爆破飞石、爆破粉尘、爆破有毒气体、爆炸冲击波、爆破噪音等爆破有害效应控制在安全的范围内

5.爆破方案能有效指导爆破施工，满足工程施工进度和施工质量的要求。

6.爆破方案必须先试爆验证，并在实施过程中依据监测数据不断调整优化。

三、确定爆破振动参数

1.爆破振动安全允许标准要求

爆破地震效应不大于相应建筑物爆破振动安全控制标准【2】来执行，具体如表3-1： 2.确定爆破炸药用量

根据上表的允许最大爆破振动速度，通过萨道夫斯基经验公式：

推出最大爆破炸药用量Q： Qmax＝R3×(Vkp／K)3／a 式中 R－爆破振动安全允许距离，单位为米（m）； Q－炸药量，齐发爆破为总药量；延时爆破为最大一段药量；单位为千克（kg） V－保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/s； K、α－分别为与爆破点至计算点间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，表3-2：爆区不同岩性的K、α值与岩性的关系

由于地铁周边建筑物众多，有一般民用建筑物、商业建筑物，且道路交通繁忙，上述表格数据参考《爆破安全规程》规定，由于需保护建筑物、管路等由于其材质、埋设方式、承压情况、新旧程度等不相同，其安全振速值也不尽相同，需以各产权单位提供的设计抗震数据为准。

3.允许最大齐爆药量与爆破振动安全距离关系

根据上述公式对最大段起爆药量进行核算。可求得允许最大齐爆药量与爆破振动安全距离关系如下表：表3-3：允许最大齐爆药量与爆破振动安全距离关系

据上表，在未采取其他减振措施情况下，需将每次爆破最大单段药量控制在表中计算值下，可确保周边建筑物的安全。为确保安全，爆破作业时应按照空间上由远及近、装药量由小到大，逐步增加的顺序进行安排。

四、其他减振措施

如果按上述表格对应的最大单段药量仍不能满足爆破振速要求时，需采取其他减振措施，常采用的主要有： 1.打设隔离眼

隧道开口一般距离既有结构太近，基本无安全距离，需采用隔振槽设计，将爆破区和上部需保护的围岩隔离开，具体做法是沿轮廓线钻水平孔，孔径150mm、孔深5m、孔间距（净距）10cm；孔钻好后，用导爆索将空孔间岩石炸碎，贯穿成一条5-15cm宽的隔振槽。如下图所示：