公路隧道石方爆破施工技术
2014-07-17莫海华
莫海华
摘要:随着我国公路基础建设的发展,高速公路穿越的地质条件越来越复杂,涉及到的高挖方地段也越来越多,在这些路段应用爆破技术就显得特别重要。结合中山市东部快线第四合同段隧道石方爆破开挖工程,分析公路隧道石方爆破施工技术。
关键词:公路;隧道;石方爆破;施工技术
中图分类号:U416.1+13 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)08-0090-02
中山市东部快线第四合同段隧道石方爆破开挖工程位于中山市开发区西垭村焦树山,出口位于神涌村,线路呈南—北走向,洞身横穿一座连续山丘,山顶最大高程约109.6 m,最大埋深约91.5 m。设计为双向八车道上下行分离式半隧道,其中隧道的右线起讫桩号为YK43+086~YK43+428,全长342 m,地板设计标高115.657~15.514 m,坡度1.3~-1.4%,最大埋深约91.5 m;隧道的左线起讫桩号为ZK43+089~ZK43+420,全长331 m,地板设计标高15.681~15.584 m,坡度1.3%~-1.4%,最大埋深约88.9 m;左右线隧道间的线间距最大为22.3 m,最小为18.5 m,属于短隧道;隧道净宽为18 m,净高为5.0 m,设计速度为80 km/h,开挖断面面积约150 m2。该标段爆区位于山体内部,距山顶最大高程约109 m,隧道最大埋深约91 m,爆破环境较好,爆区范围周围200 m内无民房和重点保护建筑物。
1爆破方案选择
焦树三隧道所经过的岩土层大部分为强风化、微风化砂岩,局部为全风化岩和硬塑状残积土层,属Ⅱ~Ⅴ类围岩,需要采用钻爆法开挖。为了尽量减少施工对地面构筑物的影响和对周边围岩的扰动,控制地表沉降,隧道开挖施工中尽量采用单臂小型挖掘机,辅以人工配合风镐进行施工。在掘进较为困难时,采用光面爆破技术进行开挖施工。开挖时,考虑到大跨度隧道的施工安全,采用导坑法爆破方案。
2爆破方案设计
2.1隧道爆破设计
主体隧洞为弧形拱断面,采用导坑法施工。先选择掏槽方式和掏槽孔的位置,再布置周边孔,最后根据断面大小布置辅助孔。掏槽孔采用楔形、菱形等布孔方式,辅助孔采用梅花状均匀布孔,所有周边孔一律为光爆孔,爆破顺序为A-B-C-D。其他参数设计如下:①钻孔直径。根据隧道设计及施工经验,采用Φ42手风钻进行钻孔。②单耗q的范围为0.77~0.98 kg/m3。③孔网参数。根据隧道内岩石性质和周边环境,通过精心计算,周边孔间距取400~600 mm,最小抵抗线取600~700 mm,辅助孔间距取600~900 mm,排距取700~1 000 mm,掏槽孔间距取600~800 mm,周边眼间距取0.5 m,掏槽孔和辅助孔取0.8 m。④炮孔深度L。根据现场情况和甲方设计要求,掏槽孔L=1.7 m,辅助孔和周边孔深L=1.5 m。⑤单孔装药量Q。按公式Q=a•b•L•q计算,其中a为炮孔间距,b为炮孔排距,L为孔深,q为炸药单耗。⑥钻孔形式和布孔方式。采用水平钻孔,掏槽孔采用楔形掏槽。施工时,采用光面非电毫秒微差控制爆破。上导坑设4个掏槽孔段位为1,下导坑不设掏槽孔。
2.2爆破器材选型
爆破器材及其选型主要有以下几点:①雷管。考虑到施工环境,为了施工安全,隧道开挖选用国产毫秒导爆管雷管。②导爆索。导爆索选用国产普通导爆索。③炸药。为了便于装药和防水,选用乳化炸药,结合钻孔直径,隧道药卷直径选用市面普通的Φ32 mm规格。
2.3起爆网络设计
设计爆破网络为孔内微差起爆,降低单端起爆药量,防止地震波相叠加而产生较大的振动。起爆网路采用脉冲起爆器激发导爆管传递冲击波激发起爆元件,即非电毫秒雷管。网路采取孔内微差、孔外大把抓的簇联方式。
2.4装药结构和填塞
掏槽孔和辅助孔采用反向耦合连续装药,周边孔采用正向不耦合间隔装药,为了确保爆破效果,炮孔的填塞长度一般不得小于炮孔长度的1/3.
2.5起爆方式及顺序
起爆方式采用微差爆破,先起爆掏槽孔,接着起爆辅助孔和周边光爆孔。
3爆破振动安全校核及振动控制
3.1爆破安全控制指标
本工程根据有关规定,将爆破施工的爆破振动控制在规定范围内,砖混结构为1.5 cm/s,交通隧道为10~20 cm/s,本工程取5.0 cm/s。
3.2单端最大段药量验算
根据《爆破安全规程》8.2.2条中爆破地震安全距离公式:
Qmax=R 3(V/K)3/a. (1)
式中:V——地震安全速度,cm/s;
Q——最大段装药量,齐发装药量,kg;
K——与地质条件有关的系数;
a——爆破衰减系数。
K和a属于经验数值,暂时按中硬岩取值,K=200,a=1.8,在爆破作业中,K,a也需要通过爆破振动监测用回归方法进一步确定。
为了保证爆破振动不影响周边环境的安全,装药设计主要保护洞口外的建筑物见表1所示,按5 cm/s进行装药设计主要保护。施工中,根据保护物离爆区的距离,反算控制最大一段药量。
表1爆破安全控制标准表
工点 最近建筑物距离 /m 控制震速 /(cm/s) 单端最大段
装药量Qmax /kg
主隧道 100 1.5 287.37
由表1可知,控制路基爆破单端最大段药量不超过287.37 kg为安全的,则隧道内起爆单端最大段装药量7.6 kg为允许范围内。
3.3爆破振动监测
为了避免钻爆作业产生的震动对周边环境造成影响,需按要求进行爆破振动监测,及时调整钻爆参数,控制震动,确保先行施工隧道的结构稳定和地表建(构)筑物的安全。对爆破震动监测需要注意以下几点:①成立爆破监测小组,负责爆破振动监测。洞内爆破前30 min,由调度通知监测小组人员开启仪器,作好监测准备;爆破前5 min,调度再通知爆破组准备放炮;爆破后5 min,监测小组报告监测结果,整理记录资料,关闭仪器。②监测系统。监测顺序为CD-1型检波器→OL-001测震仪→数据处理。③测点布置。沿爆破中心横向或纵向布置一条或几条地表或隧道测线,测点距离按对数曲线布置,测点放在同一地层基础上,每一测点不少于两个方向的向量。观测爆破振动对建(构)筑物的影响,测点布置在被测物附近的地表混凝土建筑物上。④量测资料的处理和应用。应用公式Vmax=k( /R)a和一元回归方法对建(构)筑物所测的资料进行回归分析,得到与介质、地形有关的系数K和a,然后根据公式计算单端最大段装药量Qmax.
3.4爆破设计优化
根据试爆结果和实际岩层条件,每次爆破后,对爆破效果进行仔细检查,分析爆破参数的合理性,及时调整或修正爆破参数,优化爆破设计,以提高爆破效率。
3.5爆破飞石防护
本区的主体隧洞爆破属于暗挖形式,不会有爆破飞石危害,只需在爆前保护好隧道内的施工设备;在施工时,合理安排爆破规模,充分利用临空面,加强炮孔堵塞,并在各炮孔上覆盖铁皮,加压一定数量的砂包,保证施工安全。
4施工安全管理
施工安全管理主要有以下几点:①施工前,对有关人员进行技术培训和安全教育,认真学习《爆破安全规程》和《爆破设计方案》的有关规定;②严格按炮孔布置图钻孔、验收、装药,严禁在残眼上钻孔;③分台阶装填的炮孔数,以一次爆破为限;④用导爆管雷管起爆导爆管时,雷管集中穴要朝向导爆管传爆的相反方向,并绕3~5层胶布;⑤用脉冲起爆器起爆,起爆器必须由爆破员随身携带,不得转交别人,只允许爆破员一人操作;⑥施工中及时清除台阶和围岩帮壁浮石,防止掉渣石片打伤人,工作台阶不得留有伞檐;⑦保险柜储存当天所需火工品,火工品运输、储存、领用、登记和退要回按《爆破安全规程》和公安局的规定执行。
5结束语
工程实践表面,使用公路隧道石方爆破施工技术效果十分明显,整个路堑爆破中基本无飞石现象,爆堆高度适中,块度能满足路基填筑需要,不需二次爆破,成型后的边坡平整度均能符合要求,路堑边坡稳定,达到了预定的目标和效果。
〔编辑:李珏〕
Regarding the Highway Tunnel Blasting Construction Technology
Mo Haihua
Abstract: With the development of China's highway infrastructure, highway through the increasingly complex geological conditions, excavation involves lots of high more and more applications blasting technology is particularly important in these sections. Zhongshan City Express combines eastern section of tunnel rock blasting fourth contract excavation, rock blasting analysis highway tunnel construction technology.
Key words: highway; tunnels; rock blasting; construction technology
(上接第88页)
参考文献
[1]王华睿.对加强建筑工程预算管理的建议[J].黑龙江科技信息,2012(12):158.
[2]倪娜.关于如何加强建筑工程安装造价的控制思考[J].山西建筑,2014,40(07):247-248.
[3]毕可佳.加强建筑工程预算管理,确保工程造价准确合理[J].黑龙江科技信息,2011(19):103.
〔编辑:李珏〕
Construction on the Problems of Strengthening Budget Management
Cai Yi
Abstract: Budget management directly related to the construction of the building construction can be normal, so strengthening the construction budget management is extremely important. Briefly describes the basic content management construction budget for the construction of the existing problems specific analysis and propose appropriate solutions for the problem, for reference.
Key words: construction; budget; management; issues
(上接第89页)
3结束语
总而言之,现代建筑工程和人们的日常生活、社会活动有着非常密切的联系。工程管理作为建筑工程中一项重要的内容,应该受到相关政府部门和企业领导的高度重视。另外,建筑施工企业也要不断地加强工程管理工作,提升建筑施工工程企业的市场竞争力,并在日益激烈的市场竞争中获得一席之地。
参考文献
[1]梁学斌.对建筑企业信息化管理工作的思考[J].科技传播,2011(08).
〔编辑:王霞〕
Talking about the Construction Management Problems and Control Measures
Jiang Renwei
Abstract: The management of construction projects to analyze the existing problems, and puts forward some corresponding measures to ensure the management of construction projects.
Key words: project management; project accounting; construction process; pre-service training
5结束语
工程实践表面,使用公路隧道石方爆破施工技术效果十分明显,整个路堑爆破中基本无飞石现象,爆堆高度适中,块度能满足路基填筑需要,不需二次爆破,成型后的边坡平整度均能符合要求,路堑边坡稳定,达到了预定的目标和效果。
〔编辑:李珏〕
Regarding the Highway Tunnel Blasting Construction Technology
Mo Haihua
Abstract: With the development of China's highway infrastructure, highway through the increasingly complex geological conditions, excavation involves lots of high more and more applications blasting technology is particularly important in these sections. Zhongshan City Express combines eastern section of tunnel rock blasting fourth contract excavation, rock blasting analysis highway tunnel construction technology.
Key words: highway; tunnels; rock blasting; construction technology
(上接第88页)
参考文献
[1]王华睿.对加强建筑工程预算管理的建议[J].黑龙江科技信息,2012(12):158.
[2]倪娜.关于如何加强建筑工程安装造价的控制思考[J].山西建筑,2014,40(07):247-248.
[3]毕可佳.加强建筑工程预算管理,确保工程造价准确合理[J].黑龙江科技信息,2011(19):103.
〔编辑:李珏〕
Construction on the Problems of Strengthening Budget Management
Cai Yi
Abstract: Budget management directly related to the construction of the building construction can be normal, so strengthening the construction budget management is extremely important. Briefly describes the basic content management construction budget for the construction of the existing problems specific analysis and propose appropriate solutions for the problem, for reference.
Key words: construction; budget; management; issues
(上接第89页)
3结束语
总而言之,现代建筑工程和人们的日常生活、社会活动有着非常密切的联系。工程管理作为建筑工程中一项重要的内容,应该受到相关政府部门和企业领导的高度重视。另外,建筑施工企业也要不断地加强工程管理工作,提升建筑施工工程企业的市场竞争力,并在日益激烈的市场竞争中获得一席之地。
参考文献
[1]梁学斌.对建筑企业信息化管理工作的思考[J].科技传播,2011(08).
〔编辑:王霞〕
Talking about the Construction Management Problems and Control Measures
Jiang Renwei
Abstract: The management of construction projects to analyze the existing problems, and puts forward some corresponding measures to ensure the management of construction projects.
Key words: project management; project accounting; construction process; pre-service training
5结束语
工程实践表面,使用公路隧道石方爆破施工技术效果十分明显,整个路堑爆破中基本无飞石现象,爆堆高度适中,块度能满足路基填筑需要,不需二次爆破,成型后的边坡平整度均能符合要求,路堑边坡稳定,达到了预定的目标和效果。
〔编辑:李珏〕
Regarding the Highway Tunnel Blasting Construction Technology
Mo Haihua
Abstract: With the development of China's highway infrastructure, highway through the increasingly complex geological conditions, excavation involves lots of high more and more applications blasting technology is particularly important in these sections. Zhongshan City Express combines eastern section of tunnel rock blasting fourth contract excavation, rock blasting analysis highway tunnel construction technology.
Key words: highway; tunnels; rock blasting; construction technology
(上接第88页)
参考文献
[1]王华睿.对加强建筑工程预算管理的建议[J].黑龙江科技信息,2012(12):158.
[2]倪娜.关于如何加强建筑工程安装造价的控制思考[J].山西建筑,2014,40(07):247-248.
[3]毕可佳.加强建筑工程预算管理,确保工程造价准确合理[J].黑龙江科技信息,2011(19):103.
〔编辑:李珏〕
Construction on the Problems of Strengthening Budget Management
Cai Yi
Abstract: Budget management directly related to the construction of the building construction can be normal, so strengthening the construction budget management is extremely important. Briefly describes the basic content management construction budget for the construction of the existing problems specific analysis and propose appropriate solutions for the problem, for reference.
Key words: construction; budget; management; issues
(上接第89页)
3结束语
总而言之,现代建筑工程和人们的日常生活、社会活动有着非常密切的联系。工程管理作为建筑工程中一项重要的内容,应该受到相关政府部门和企业领导的高度重视。另外,建筑施工企业也要不断地加强工程管理工作,提升建筑施工工程企业的市场竞争力,并在日益激烈的市场竞争中获得一席之地。
参考文献
[1]梁学斌.对建筑企业信息化管理工作的思考[J].科技传播,2011(08).
〔编辑:王霞〕
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Jiang Renwei
Abstract: The management of construction projects to analyze the existing problems, and puts forward some corresponding measures to ensure the management of construction projects.
Key words: project management; project accounting; construction process; pre-service training