穿越军事设施浅埋隧道微振爆破施工技术

2014-10-08王万春WANGWanchun

价值工程 2014年22期

王万春 WANG Wan-chun

（中铁十七局集团第一工程有限公司，太原 030032）

（CR 17 BG No.1 Engineering Co.，Ltd.，Taiyuan 030032，China）

1 工程概况

成绵乐铁路客运专线CMLZQ-1标千佛山隧道起讫里程DK32+719～DK33+227，全长508m，为V级围岩浅埋隧道，进口采用单压式洞门，出口采用耳墙式洞门。DK32+727～DK32+950段采用 CD 法开挖，DK32+950～DK33+227段采用大拱脚弧形导坑法开挖，进、出口各25m范围内采用Φ108大管棚、洞身段采用Φ42小导管进行超前支护，由于DK32+850～DK32+950段洞顶有中科院应用电子学研究所2号，3号军事设施观测站，施工中必须采取措施控制爆破振速≤2cm/s。

2 技术要求及方案选择

2.1 振动要求千佛山隧道中部穿越军事观测站，要求隧道在爆破开挖时，允许振速必须控制在2cm/s以内，X、Y、Z方向振幅必须控制在2mm以内。

2.2 方案选择根据围岩特点选择周边眼间距及最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深20cm。

严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆索起爆。

2.3 参数选择 ①孔深确定：Ⅴ级围岩取0.8～1.0m。②周边光爆孔或预裂孔孔网确定：根据a/w=0.7～1.0原则确定，一般 a=45～60cm，取 50cm；w=50～80cm，取 60cm。③周边眼线装药密度确定：q线在硬岩段一般取200～350g/m；Ⅴ级围岩，q线=250g/m3。④掘进孔孔网参数确定：掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定：a·w=S=Q单/q·l。Q单—单孔装药量；q—单耗；l—孔深；a—孔距；w—抵抗线；S—炮孔负担面积。⑤单耗确定：单耗根据类似经验确定，Ⅴ级围岩周边眼取0.25kg/m3、断面开挖取0.5～1.94kg/m3。⑥掏槽孔确定：楔形掏槽采用六孔掏槽。直眼掏槽采用五孔掏槽。

2.4 药量计算药量计算见图1（Ⅴ级围岩CD法控制爆破炮眼布置方案1）和表1（爆破一循环装药量分配表（掘进0.8m））。

2.5 装药方法起爆网络采用并簇连法，按如下顺序连接：炮眼内雷管分组→周边眼导爆索并接→同段电雷管双发簇连→双发电雷管起爆。眼内采用电毫秒雷管起爆，眼外采用电毫秒雷管传爆，起爆采用双发电雷管起爆。

采用人工用木制炮棍装药，起爆体在火工品加工房专人加工，分段存放。周边眼装药结构为间隔装药；掏槽眼和掘进眼、底板眼采用连续装药结构。人工采用30厘米粘性土卷堵塞，用木制炮棍压紧。

3 爆破设计

3.1 炮眼布置根据本隧道爆破振动要求、工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材选用等确定炮眼的布置。千佛山隧道Ⅴ级围岩中壁（CD）法控制爆破开挖炮眼布置见图1。

图1 CD法控制爆破炮眼布置方案一

3.2 爆破参数为减轻爆破对军事观测站的振动影响及围岩扰动，爆破前在拱部180°范围内施作1排Φ50钻孔，钻孔长4m，环向间距0.2m，采用控制爆破进行开挖。采用高精度毫秒雷管，适当增加低段位之间的延时差，增加雷管段数，雷管总段数为17段。同时根据爆破振动监控数据及时修正爆破参数，以期满足爆破振动要求。爆破一循环装药量分配表见表1。

表1 方案优化前装药量分配表（掘进0.8m）

4 振动监测

施工过程中，采用TC-4850爆破测振仪进行振动监测。通过测振仪的液晶显示屏，现场可直接快速浏览最大值、频率、电量等参数指标；高精度记录。该爆破测振仪自带液晶屏可在现场直接设置各项采集参数；仪器无需设置量程，预览振动波形及最大值、频率等信息，而无需外接电脑。同时，测振仪配备X,Y,Z三矢量一体的速度传感器，系统测试频带5Hz至500Hz，系统误差小于5%，精度误差小于0.5%，读数精度达到1‰，可在-10℃～75℃温度下工作。

在隧道顶，军事观测站四周设置6个观测点，在隧道进洞开始后对观测点进行了不间断观测，关注爆破震动源距观测点的距离，在观测点上震动的影响，及时调整爆破参数。

根据监测结果显示，现场的X、Y、Z振幅小于2mm的要求，振速最大为2.28cm/s。需进一步优化方案、降低振速。