隧道毗邻既有建筑段控制爆破浅谈
时间：2020-05-18 03:45:47 来源：达达文档网 本文已影响 人 
樊波
摘要：隧道工程是现代交通工程的重要组成，其通常建设环境复杂、耗费时间长、规模大，且建设中难免会遇到既有建筑物，这就为隧道的爆破施工带来很大的困难，如不能有效控制爆破施工范围，就会对既有建筑物造成极大的破坏，甚至会产生无法挽回的生命及财产损失。因此，文章以某隧道工程为对象，对其下穿既有居民区的爆破施工控制方案进行了分析，以期为类似隧道毗邻既有建筑段控制爆破施工提供有价值的参考。
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.
关键词：隧道;下穿楼房;近接施工;控制爆破
Key words：
tunnel;underpass building;near construction;controlled blasting
中图分类号：U455.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）10-0161-02
1 工程概况
某隧道属于某市高速公路的控制性工程，其左、右线长分包为3643m、3628m，最大掩埋深度是394m，跨度是17.50m，该隧道工程属于特长隧道施工，且右线进口段有80m的V级围岩，120m的IV级围岩。本隧道下穿密集建筑区155m左右，埋深最大是30m、最小是6m。下穿段地表有很多建筑物，其中有一居民楼在隧道的右线右侧，实际位置关系情况如图1所示。该居民楼属于砖混结构，基础为扩大基础，竣工与2001年。隧道施工之前做了全面的调查工作，发现居民楼外墙表面有多处脱落，且有裂纹及松动问题存在。这一施工段属于V级围岩，且表层存有0～2.4m厚的填土及亚粘土，隧道内围岩结构以强、弱风化岩为主，裂隙发育，比较松散，施工期间若拱顶部位支护不到位易引发坍塌，进而会影响整体侧壁及结构的安全稳定情况。地下水主要由孔隙潜水及基岩裂隙水组成，雨季易在隧道引起淋浴状出水，而且隧道与居民楼间距比较近，所以本段隧道下穿施工有着非常大的危险性[1]。
2 隧道施工对居民楼的影响分析
由于本隧道工期比较紧张，所以选择从进口和出口同时开展施工，又结合爆破规范规定及本隧道下穿居民楼的实际情况，设计下穿段爆破震动速度为2cm/s，这也使得本隧道施工有着很大的挑战[2]。
关于爆破震动速度和相关主要影响因素之间的关系可以通过萨道夫斯基公式进行计算和表示：
公式中，R表示安全的爆破振动距离;Q表示炸药用量;V表示地震安全速度;m表示炸药用量指数，取1/2;K、α表示和爆破處相关的地形及地质等条件的系数及衰减指数，最终通过实际试验来确定[3]。
3 爆破试验及施工
3.1 爆破试验
3.1.1 爆破工艺
该隧道段的爆破施工工艺流程是：制定爆破方案→画线及炮孔布置→炮孔钻孔施工→检查炮孔→安装炸药→连导线→起爆→检查爆破情况。
3.1.2 钻爆施工
①炮孔的布置。
安排专业测量队伍配置全站仪依据设计图纸对每排炮孔进行了准确测量，并把炮孔布设好。同时顺沿拱顶的轴线设置了必要的控制线，又用红漆刷涂至掌子面与拱顶上，有效控制了钻孔方向，减小了钻孔的开孔误差，更是方便了凿岩施工过程中技术人员能够有效控制炮钎的方向及角度，最终确保了炮孔的布孔质量。
②装药和起爆。
开始装炸药之前，认真、仔细的检验了全部炮孔的位置及深度，待全部炮孔都达到设计要求后，再利用风压对炮孔实施了清洗。装填炸药的过程中，安排了领工员在旁监督，并依据标准的炸药用量及结构要求，准确安全的填好了炸药[4]。
3.2 爆破方案设计与试验
下穿该楼脚段属于该隧道中要控制爆破关键之处，为了可以在爆破施工过程中保障居民楼足够的安全，对爆破设计方案实施了可行性研究实验。并把整个爆破实验分成了两步实施：第一步就是计算出准确的K、α值，第二步就是爆破设计的控制，并明确最大一段的装填炸药量，并实施试验和监测。第一步经过试验得出参数K=140.05，α=1.327，由于篇幅有限，不做累述。下面主要针对第二步进行详细论述。
3.2.1 第二步爆破試验
结合第一步爆破试验获得的爆破振动衰减系数值，对爆破做出了相应的调整，比如，把原来在掌子面中部掏槽的位置修改到了左下角;对爆破点与建筑物的间距进行合理延长等等。并结合爆破监测获取的振速及距离等数据，计算出了本隧道光面爆破所需的最大一段的装填炸药量，然后开始具体的第二步爆破试验。采取楔形的方法进行具体的掏槽作业，在四周选择光面爆破方式进行爆破，炮孔设计深度是1.0m，在半断面上共设有136个炮孔，并把其分了15段，实施孔外延期爆破。周边眼80个，隔一个炮孔装填一次炸药，且每个炮孔的装药量是0.15kg。掏心眼6个，每个孔的装药量是0.45kg，并往掏槽眼中部钻了两个直径114mm的空孔。辅助眼50个，每个孔的装药量是0.3kg。总共使用炸药量是23.7kg。本次设计方案中最大一段装填药量主要是集中在掏槽眼，每个孔的装药量是0.45kg，最终爆破施工的优化设计方案如图2所示。此环节总共实施了四次爆破试验，这四次爆破试验的数据和相关分析结果分别如表1、表2所示。
3.2.2 效果及施工情况
在本隧道试验过程中对每次的最大爆破振动速度进行有效的监测和及时反馈，为实际的爆破设计和修改爆破参数提供了准确有效的依据。同时也在第二步爆破试验中取得了准确的爆破参数，并符合实际爆破施工的振速要求，保障了本次隧道施工的进度。
本隧道下穿居民楼施工爆破试验监测得出爆破最大的振动速度为0.69cm/s，比设计最大振速值2cm/s小很多，说明了本隧道下穿居民楼爆破施工设计能保证楼房的安全，具有良好的可行性。
4 结论
本隧道爆破施工中，为了确保居民楼的安全，进行了必要的爆破试验并有效的应用了控制爆破技术，并根据试验结果及相关数据，明确并优化了爆破方式及炸药用量，比如，采取了中心双大空孔的楔形掏槽等措施，把爆破振速严控到2cm/s以下，保障了地面楼房及其他建筑的安全，最后取得了预期的施工效果。最后希望本文内容可以为相关人士及类似工程提供有价值的参考。
参考文献：
[1]岳崇.高速铁路隧道施工控制爆破方案设计研究[J].工程技术研究，2019（9）：201.
[2]任书法.隧道开挖施工的爆破振动监测与控制技术[J].工程建设与设计，2018（12）.
[3]李冠豪，邢恩达，翁新海.长距离引水隧洞爆破振动对临近建筑物影响的安全评价[J].科技通报，2019（6）.
[4]吴慧，汪艮忠.复杂环境下既有隧道扩挖爆破技术[J].工程爆破，2019，25（4）.
