隧洞爆破施工对地面建筑物影响分析

贾红军

（阳城县水务局，山西 阳城 048100）

技术与应用

隧洞爆破施工对地面建筑物影响分析

贾红军

（阳城县水务局，山西 阳城 048100）

爆破施工过程会对周围环境的安全产生影响，如建筑物振动、墙体及门窗裂缝、人员受惊等。结合张峰水库一干渠郑庄至芹池段供水工程8号隧道施工过程，隧道爆破作业的技术措施和振动监测，对爆破振动对地面建筑的影响进行了分析计算和实际对比。

隧洞爆破；安全生产；地面影响；张峰水库

1 工程概况

张峰水库一干渠郑庄至芹池段供水工程总长18.86km，其中隧洞9座计15.226km。8号隧洞长6.67km，位于阳城县寺头乡境内。隧洞设计净宽2.5m，净高3.13m，洞底高程722.21～719.98m。隧洞穿过的地层岩性主要为棕红色砂岩、紫红色泥岩及砾岩等，地表普遍覆盖有厚约10～20m的第四系中更新统洪积（Q2p1）低液限粘土层，隧洞沿线地面高程为735～790m，洞顶以上基岩厚度6～30m，基岩强风化带厚度4～6m。

隧洞轴线从寺头乡张家庄、董家岭、黍地村穿过，各村群众住房多为1～2层，主体结构为砖混结构。

2 爆破技术措施

根据爆破规程和类似工程实践，为减少爆破振动对地表建筑物的影响，在爆破设计方案中主要考虑以下措施：

炸药品种。根据工程地质和水文地质条件选用2号岩石销铵炸药。在地下水丰富的洞段，采用防水效果好的乳化炸药。

起爆时差。设计爆破网络为孔内微差，孔外同段的非电微差起爆技术。毫秒延期雷管跳段使用，选用1、3、5、7、9共5个段位，使段间间隔时间大于50ms，减小爆破时爆破振动叠加而产生的地震波。

掏槽形式。掏槽眼是隧洞爆破中产生最大爆破振动速度的主要震源。选用楔形掏槽法和中空直眼掏槽法，加强爆破后岩块的抛掷性，降低爆破振动。

钻爆参数。该工程开挖断面积为12.14m2，采用光面爆破设计，周边孔采用直径25mm药卷间隔装药。爆破网络采用非电毫秒塑料导爆管雷管联结，电雷管起爆。根据工程地质情况、周边环境条件等，选择适宜的炮眼深度、间距、布孔形式、装药量、起爆顺序等，提高装药和炮口堵塞质量，达到减震、提效的预期目的。爆破设计参数见表1。

表1 爆破设计参数表

单段最大装药量。对照设计图纸，并经实地复核，以地面建筑物至爆源中心的距离（隧洞距各村地表建筑的最小距离）为安全控制半径，并以质点振动速度限值作为控制标准，根据萨道夫斯基控制爆破振动速度公式：

式中：V——质点允许最大振动速度，cm/s；

K′——分散装药衰减系数，K′取1；

K、α——与地质地形有关的系数；

Q——单段最大装药量，kg；

R——一次爆破药量的几何分布中心到邻近被保护物的最短距离，m。

反向推导一次齐爆最大装药量公式：

式中：Vkp——民房允许最大振动速度，取值为2cm/s。

进行反算各部分所允许的单段装药量（见表2），并在施工中根据监测结果及爆破效果来调整单段装药量。

表2 最小距离时的安全允许装药量表

根据上表计算结果：张家庄村安全控制半径为57m，围岩类别为Ⅲ类，受影响房屋为砖混结构房屋，取V＝2.0，K=100，α=1.4，单段最大安全允许装药量约为42.36kg，爆破设计方案可满足施工要求。

董家岭村安全控制半径为23m，围岩类别为Ⅲ类，受影响房屋为1座砖混结构房屋，取V＝2，K=200，α= 1.65，单段最大安全允许装药量为2.81kg，爆破设计方案不满足施工要求。需调整一次进尺深度至0.5m以下，并按台阶爆破法分上下台阶两次爆破，将单段最大装药量降至2.81kg以下。

黍地村段安全控制半径为35m，围岩类别为V类，受影响房屋为砖混结构，取V＝2，K=300，α=1.9，单段最大安全允许装药量为15.71kg，爆破设计方案满足施工要求。

3 爆破振动监测

根据《爆破安全规程》（GB6722-2014），对建筑物地面质点振动速度进行监测。该工程线路长，需监测目标分布范围广，采用便携分体式测振仪（AR63B型）进行监测。测振仪布设时分别选取距爆破区20～50m、距爆破区最近建筑物进行测量。根据2015年5月—2016年4月的爆破振动监测资料，该隧洞爆破施工质点振动速度均小于2.0cm/s。特别是在通过黍地村、董家岭村距离最近的房屋段时，施工单位采取了“少装药、短进尺”的技术措施，确保不对地表房屋造成危害。

4 分析评价

8号隧洞在最不利情况下，爆破时对地面产生的振动速度远小于质点峰值振动速度安全规定的2cm/s，该工程爆破施工不会对地面的房屋造成危害。但在实际施工中，经常有村民反映墙壁裂缝、屋内严重掉灰等，其可能的原因是房屋老旧，爆破振动促发了破裂、裂缝的发生和发展。因此，爆破施工中，应考虑房屋新旧程度，在采取工程措施的基础上，做好当地群众的协调工作，保证工程施工的顺利进行。

U455.6

C

1004-7042（2017）05-0025-02

贾红军（1973-），男，1993年毕业于山西省水利学校水工建筑专业，工程师。

2017-03-20；

2017-04-25