極小凈距隧道爆破控制技術研究

侯云江 杜偉康

摘要：本文以舊屋基隧道為依托，針對極小凈距隧道的特點，對先行洞、后行洞中導洞及后行洞上臺階大斷面擴挖時各流程中爆破藥量和爆破流程進行了控制，使爆破質量達到預期的效果。

關鍵詞：極小凈距隧道;中導洞;爆破藥量;爆破流程;控制

中圖分類號：U459.2? ?文獻標識碼：A

1引言

小凈距隧道是介于普通分離式隧道與連拱隧道的一種新型結構型式，其造價和施工工藝與普通分離式隧道和連拱隧道相比具有較大的優勢，它不受地形條件的限制，因此有利于總體線路規劃和線型優化，在公路交通、鐵路交通以及城市地鐵等工程中被廣泛應用。但是，當隧道間距過小時，后行隧道爆破開挖對先行隧道擾動較大，極易導致隧道支護、襯砌開裂，嚴重時將導致隧道整體失穩破壞，因此如何有效控制后行隧道爆破振動對先行隧道結構的影響，顯得至關重要。

針對這些問題，國內外學者通過數值模擬和現場監控量測等手段對小凈距隧道的爆破控制與施工等方面做了大量研究，并取得了相應的研究成果。凌同華等[1]通過現場爆破振動監測和數值模擬手段對分岔隧道小凈距段先行隧道振速和應力進行分析，確定了分岔隧道小凈距段爆破振動安全控制標準;朱正國等[2]采用爆破監測和數值模擬手段得到了先行隧道測點振動速度隨時間的變化規律;杜峰等[3]采用數值模擬方法分析了后行洞爆破時，先行洞二次襯砌發生破壞距離掌子面的范圍;林從謀等[4]利用現場監控量測和數值模擬等手段分析小凈距隧道全斷面振動速度隨時間的變化規律;姚勇、何川等[5]采用數值計算分析了圍巖、凈距、埋深等條件對小凈距隧道爆破振動特性的影響;龔建伍等[6]采用振動測試分析了不同圍巖等級條件下，拱腰與拱腳處爆破振速變化規律;邵珠山等[7]采用數值模擬驗證了不同凈距下合理藥量能夠有效控制爆破振動效應危害;宋天宇、王述紅等[8]采用數值模擬討論了小凈距隧道爆破過程中對施工時圍巖應力、位移和間距的影響。

2工程概況

舊屋基隧道為分岔式短隧道，隧道全長約393m，均按照“新奧法”進行施工，最大埋深約169m。其隧道線間距出口段為5.1m，為連拱隧道，然后逐漸分開為極小凈距、小凈距、分離式隧道。進口段線間距約為35m。

隧道在小凈距段左線采用預留核心土開挖，在初支與巖層間設半圓排水管并在初支與二襯間設泡沫板;右線小導洞先行，而后斷面擴挖至設計輪廓。在極小凈距和連拱段采用左線預留核心土開挖法，并開挖原中巖柱部分，澆筑鋼筋混凝土;右線采用預留核心土開挖，靠左線輪廓部位擴挖至鋼筋混凝土部位。

3隧道控制爆破措施

3.1先行洞爆破開挖

舊屋基隧道采取鉆爆法開挖，每循環進尺φ2.4m（即為4榀拱架），炸藥為32mm的巖石乳化炸藥，采用非電雷管起爆。左洞鉆爆參數：上臺階炮孔數約120個，單次炸藥量為240-250kg;下臺階（單側）炮孔數為12-14個，單次炸藥量為36kg;炮眼布置情況、段別與藥量分配情況見下圖1、圖2所示。

其中，上、下臺階爆破參數統計表如下：

3.2后行洞中導洞爆破

右洞為舊屋基隧道后行洞，為減小后行洞開挖對于先行洞振動影響，右洞采用中導洞超前的開挖方式。中導洞開挖采用鉆爆法，炸藥為φ32mm的巖石乳化炸藥，采用非電雷管起爆，每循環進尺2.5m，中導洞超前上臺階大斷面5m后開始擴挖大斷面。

中導洞爆破炮孔具體布置圖如下：

3.3后行洞上臺階大斷面擴挖方案

后行洞中導洞超前大斷面5m后，開始采用冷挖、鉆爆結合的方式擴挖，循環進尺為1.2m（即為2榀鋼架），其中左側靠近中巖墻巖體未鉆孔，采用破碎機冷挖方法，其余部分采用鉆爆法開挖，炸藥為32mm的巖石乳化炸藥，采用非電雷管起爆，具體爆破方案如下：

4結論

綜上所述，本文以舊屋基隧道為依托，對極小凈距隧道施工各工序下爆破藥量和爆破流程進行了控制，使爆破質量達到預期的效果，可為類似工程提供經驗。

參考文獻：

[1]凌同華，曹峰，張勝，張亮，谷淡平.分岔隧道過渡段的爆破振動特性研究 [J]. 振動與沖擊，2018，37（02）：43-50.

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[3]杜峰，閆軍，張學民，黃勤偉，張慶彬，歐雪峰.大跨度小凈距隧道爆破振動影響數值模擬分析 [J]. 鐵道科學與工程學報，2017，14（03）：568-574.

[4]林從謀，陳禮彪，蔣麗麗，等.高速公路擴建大斷面特小凈距隧道爆破穩定控制技術研究[J].巖石力學與工程學報，2010，29（7）：1371-1378.

[5]姚勇，何川.并設小凈距隧道爆破振動響應分析及控爆措施研究 [J]. 巖土力學，2009，30（09）：2815-2822.

[6]龔建伍，夏才初，鄭志東，唐穎.鶴上三車道小凈距隧道爆破振動測試與分析 [J]. 巖石力學與工程學報，2007（09）：1882-1887.

[7]邵珠山，李萍萍，王新宇.小凈距隧道爆破振動危害的主動控制研究 [J]. 應用力學學報，2014，31（02）：230-235+310-311.

[8]宋天宇，王述紅，萬明富，梁燕，饒文杰.爆破施工下小凈距隧道圍巖穩定性分析 [J]. 地下空間與工程學報，2013，9（02）：380-386+391.