隧道爆破掘進安全校核及配套管理措施

周金順 王洋

摘? 要：為解決管道穿越隧道的爆破振動、飛石和空氣沖擊波對工程方和周邊環(huán)境的安全影響控制問題，本文根據金麗溫輸氣管道工程34座隧道的施工經驗，總結出隧道爆破掘進安全校核及配套措施，解決了爆破安全影響控制問題。

關鍵詞：隧道爆破掘進安全校核管理政策處理

0引言

丘陵地區(qū)市政管道和油氣管道工程建設需要考慮使用小斷面隧道進行山嶺和河流的穿越，本工程部分施工洞口距離居民區(qū)較近，爆破時可能會對當地居民產生影響，進而影響工程實施。本文根據金麗溫輸氣管道工程34座隧道的施工經驗，總結出隧道爆破掘進安全校核及配套管理措施，解決了爆破對周邊環(huán)境的安全影響控制問題。金麗溫輸氣管道工程全部隧道施工以零死亡記錄實現安全竣工，并實現了建設方與周邊居民互相理解的目標。

1工程概況及施工難點

金麗溫輸氣管道工程長約220余公里，管徑為DN800，壓力6.3兆帕，設計年輸量44億方，為大型復雜的管道建設項目。其中隧道穿越共34座，隧道總長度約46公里，占比約21%。穿越河流的隧道一般采用兩端為斜巷、中間為平巷的形式;穿越山嶺的隧道一般采用“一”字形或“人”字形[1]。

由于浙閩人口稠密，本工程部分施工洞口距離居民區(qū)較近，以DK隧道為例，其進口段洞身穿越范圍內有民房（土壞房），距離20m;另有兩條隧道洞身穿越距土坯房100m;隧道口正面及側面100m以外存在民房。施工時，爆破的振動可能會影響附近老舊民居的結構和居民的正常生活，飛石和沖擊波可能會造成人身傷害和財產損失，因此需解決爆破對工程方和周邊環(huán)境的安全影響控制問題。以下主要從開挖爆破安全校核、管理措施和政策處理三個維度進行論述。

2破振動的安全距離及保護對象震速校核

（1）爆破振動安全距離校核

爆破振動的安全距離計算公式為：R=（K/v）1/aQ1/3

式中：R——爆破振動安全距離，m;

K——與爆破場地條件有關系數，取200;

V——被保護對象結構最差的為土坯房，V取最小值1.3cm/s;

α——與地質有關系數，取1.8;

Q——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量，單位為千克（kg）;根據洞身爆破設計III級圍巖開挖最大單響藥量為18kg，IV級圍巖開挖最大單響藥量為13.2kg，V級圍巖開挖最大單響藥量為8.4kg，DK隧道進口段V級圍巖開挖最大單響藥量為1.6kg，各隧道進洞出口段均為V級圍巖開挖最大單響藥量為8.4kg，代入計算。

V級圍巖R=（200/1.3）1/1.8×8.41/3 = 33.4m

Dk隧道進口V級圍巖R=（200/1.3）1/1.8×1.61/3 =19.2m

根據計算結果，隧道洞身穿越范圍內的土坯房和爆破面最近距離為20m，在安全范圍內。

（2）保護對象震速校核

保護對象安全震速計算公式：V=K（Q1/3/R） a

式中：R——爆破振動安全距離，DK隧道進口段洞身穿越范圍內有土壞房，埋深20m，R取20m;其他隧道洞身穿越距土坯房100m，R取100m;

K——與爆破場地條件有關系數，取200;

α——與地質有關系數，取1.8;

Q——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量，單位為千克（kg）;根據洞身爆破設計III級圍巖開挖最大單響藥量為18kg，IV級圍巖開挖最大單響藥量為13.2kg，V級圍巖開挖最大單響藥量為8.4kg，大坑隧道進口段V級圍巖開挖最大單響藥量為1.6kg，各隧道進出口段均為V級圍巖，代入計算：

V=200×（8.41/3/75） 1.8 =0.3cm/s? ? VDK隧道進口=200×（1.61/3/20） 1.8 =1.21cm/s

經過核算，根據《爆破安全規(guī)程》GB6722-2014規(guī)范土坯房爆破振動安全允許標準為1.1-1.5 cm/s，保護對象震速均在安全允許范圍內。

3爆破飛石的安全距離校核

爆破飛石的安全距離計算公式為RF=40/2.54d

式中：RF——爆破飛石安全距離，m;

d——孔徑，cm，隧道爆破孔徑為4.2cm。

RF=40/2.54×4.2=66.14m

根據計算個別飛石距離為66.14m，隧道口正面及側面建筑物均在100m以外，在爆破區(qū)域300m以外設置警戒，所有人員設備撤離至300米以外，因此爆破飛石不會造成影響。

4 爆炸空氣沖擊波的安全距離校核

爆炸空氣沖擊波的安全距離計算公式：R=25Q1/3

式中：Q—最大段炸藥量（kg）;

R ——空氣沖擊波對掩體內人員的最小允許距離，單位為米（m）;

Q ——炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量，單位為千克（kg）;根據洞身爆破設計III級圍巖開挖最大單響藥量為18kg，IV級圍巖開挖最大單響藥量為13.2kg，V級圍巖開挖最大單響藥量為8.4kg，Q取值為18kg計算。

R=25×181/3=65.52m。

根據計算本工程爆破空氣沖擊波安全距離為65.52m。建筑物均在100m以外，在爆破區(qū)域300m以外設置警戒，所有人員設備均撤離至300米以外。爆破沖擊波不會造成影響。

5 工程管理措施

（1）盡可能降低振動對居民的干擾。工程爆破施工全部安排在白天時段，洞口爆破施工時采用松動爆破，嚴格按照規(guī)定進行填塞施工，確保堵塞質量，控制爆破的震動，盡最大可能減少對建筑物的擾動和居民生活的影響。

（2）盡可能降低噪音和沖擊波對居民的干擾。一是降低沖擊波干擾，洞內爆破施工時盡可能遵照“多打眼、少裝藥、弱爆破”的原則，減少爆破沖擊波，并在洞口設置柔性隔音幕。二是洞口設備加設消音器。

（3）爆破時認真做好洞口鐵絲網和竹籬笆覆蓋、砂袋重壓等工作，控制飛石影響范圍和勢能。并做好爆破警戒工作，確保附近來往人員和施工人員安全。

6政策處理措施

根據當地村民實際情況，對各處建筑采取租賃建筑、雇傭勞力、委托鑒定和過程監(jiān)測、購買保險等多種政策處理措施，補償損失，減少影響，盡可能和受影響的村民實現和解，為工程順利推進奠定基礎。

7結語

本文通過爆破安全校核、管理措施和政策處理三個維度的措施解決浙閩丘陵地區(qū)管道穿越小斷面隧道的爆破振動、爆破飛石和爆炸空氣沖擊波等對周邊環(huán)境的安全影響控制問題。

參考文獻

[1]傅魯婷.天然氣管道穿越小斷面隧道施工的難點及對策[J].天然氣技術與經濟，2015，9（2）：53-54.EEA57EA4-DCFB-4726-A893-57CCF77F59CE