浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工技术研究

王海桥 林发展 刘小鸣

摘  要：中国特色社会主义市场经济条件下，城市化进程的推进速度越来越快、城市地区交通基础设施建设也不断取得新成果，为确保交通基础设施的建设质量，也为了给人民群众带来更加优质的出行体验，浅埋隧道开始成为工程规划的重中之重。但是在下穿城镇的过程中，隧道的爆破施工可能给原有的建筑物造成影响，本文根据厦门市轨道交通2号线一期工程土建施工总承包1标段工程实际情况，在介绍浅埋隧道控制爆破技术复杂性的基础上，对具体的浅埋隧道控制爆破技术措施进行研究。

关键词：浅埋隧道控制;爆破技术;应用

引言：城镇地区具有人口密度大、建筑密度大等一系列特征，在进行下穿施工的过程中，各种爆破操作很可能给地表建筑物造成结构影响，甚至可能会影响到居民的正常生活，这明显不符合进行浅埋隧道施工的初衷。工程围护形式和工程特点，1～8轴采用桩+砼支撑或锚索进行围护，8～19轴主要为岩石锚杆支护，由于车站主体深且短，车站附属2号、3号风亭和2号、3号出入口同主体结构同时施工完成，因此主体基坑分为两个开挖作业区，收尾土体处于6轴附近。车站在基坑上部土质及全風化岩层中采用机械直接开挖和液压镐结合的方法，尽量减少爆破施工。根据地质剖面显示，1～8轴开挖11m后为中风化花岗岩，8～19轴开挖2～6m后为中风化花岗岩、中风化辉绿岩、微风化花岗石，中风化和微风化岩石饱和抗压强度分别为41～78MPa和63～124MPa，结合厦门市爆破要求，基坑爆破采用浅眼松动爆破，每小层开挖厚度不超过2m，开挖至距坑底部时，采用人工清底至基底。在基坑开挖至底部后进行抗拔桩施工，抗拔桩采用人工挖孔桩，同样需要爆破设计，因此，对东渡路站进行爆破方案专项设计在这种情况下，必须要结合具体工作经验，对行之有效的浅埋隧道下穿城镇爆破控制措施进行深入研究。

一、浅埋隧道控制爆破技术复杂性

隧道开挖施工本身就具有一定的复杂性，目前比较常见的施工方法主要包括钻爆技术等，这种施工技术具有应用效果突出、施工操作难度低等一系列优势，同时还不需要过多的资金和资源，因此得到了越来越多的关注，它能够在岩石结构比较坚硬的情况下发挥作用，在浅埋隧道施工中扮演着重要角色。另外，盾构施工技术也是比较常用的施工方法之一，它能够在特殊地形条件下完成隧道开挖任务，但是具有应用成本高等问题，因此有一定的应用限制。浅埋隧道控制爆破技术复杂性主要来自于：①隧道施工规模大、城镇地区地质结构破坏严重。城镇地区地下本就存在各种管道线路和地下建筑等，在隧道爆破施工中，稍有不慎就可能给本就脆弱的地下结构造成影响。②施工时间紧。浅埋隧道下穿城镇爆破施工往往需要在短时间内完成，工作人员需要快速确定爆破控制方案，因此很容易出现判断失误等问题。另外，根据实际的施工经验来看，浅埋隧道下穿城镇爆破施工具有一定的难度，其爆破瞬间将会产生巨大的震动能量，导致周边岩土结构碎裂的同时，还会导致城镇地区建筑结构损坏等问题，如何才能在保证城镇地区原有建筑结构和地质结构稳定性的基础上，顺利完成浅埋隧道下穿城镇爆破施工，成为必须要研究的重要课题之一。

二、浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工技术要点

1.地下管线爆破震动控制

城镇地区具有现代化建设程度高的特点，地下管道线路错综复杂，为居民提供供水排水、天然气供应等诸多服务，保证城镇地区生产生活的正常进行。所以，在浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工过程中，工作人员必须要始终保持高度集中，对下穿施工涉及区域的地下管线和附件等进行了解，采取措施控制爆破震动强度。首先，要有效控制炸药的埋藏深度。浅埋隧道的施工深度比较小，而管道线路的埋深则已经固定，想要避免爆破给地下管线造成负面影响，就必须要合理选择炸药放置深度。其次，要充分分析场地土特性及地形地貌特点。结合实际工作经验来看，在爆破区域地质结构不稳定的情况下，炸药爆破可能给管道造成更大的影响。最后，要充分考虑管道线路的材料特征。地下管道线路的材质比较复杂，不同材质在受到爆破震动影响的时候可能有不同的结果，因此工作人员可在了解管道线路材质和直径的基础上制定爆破方案。

2.合理调整施工方法

结合具体的工作经验来看，掏槽爆破施工技术所造成的震动效果比较严重，给城镇地区原有建筑物造成的影响自然也比较大，在浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工中，不具有应用价值，经过工作人员的不断努力和尝试，一种更符合城市地区爆破施工的楔形掏槽全断面爆破法施工技术得到了妥善应用，相比于传统的爆破施工结构，这种新的施工技术下爆破震动速度一般不超过2.5 cm/s，基本上不会给城市地区的房屋结构造成负面影响。除此之外，工作人员还需要根据现场情况合理利用其它减震措施，预裂爆破隔振法就具有一定的应用价值，这是一种比较复杂的减震措施，工作人员需要提前对待施工区域的地质结构进行分析，确定岩石结构的承力点等，并利用相关设备进行隔离和分割，从而避免爆破震动造成的一系列影响。

3.应用电子雷管技术

电子雷管是目前比较先进的爆破设备，它在安全性、稳定性和控制效果方面，远远优于传统的雷管，根据实验结果来看，电子雷管的起爆速度比较快、响应精度比较高，工作人员可以利用电子雷管这种先进的设备，达到浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工目标。首先，电子雷管具有降低震动效果的作用。在同样的爆破结构条件下，电子雷管所造成的震动问题比较小，具有单孔单响的特点，因此可以根据实际情况控制起爆的炸药量，这样一来工作人员将能够完全根据现场爆破需求等调整起爆时间和起爆位置等，避免了不受控的爆破造成的一系列问题。其次，利用电子雷管进行浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工，能够有效改善爆破块度。电子雷管的可控性非常突出，工作人员可以根据需求随意设定起爆时间和距离等，在地震波稳定以后进行二次爆破，就能避免震动波叠加造成的巨大影响，保证爆破安全性。另外，在爆破顺序可控的情况下，爆破后的岩土结构大小也就可控，这有助于浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工的顺利进行。

三、结语

浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工技术具有不可估量的复杂性，工作人员必须要结合实际工作情况，合理利用电子雷管等先进设备、选择最佳的爆破施工结构，并利用地下管线爆破震动控制措施，降低浅埋隧道下穿爆破施工带来的一系列风险。除此之外，还需要从现有的浅埋隧道下穿城镇减震控制爆破施工技术要点入手，总结爆破经验等，不断探索更加行之有效的控制方法，为推动我国城镇地区交通设施建设做出努力。

参考文献：

[1]付晓强，雷振，刘幸，张仁巍.城市浅埋隧道下穿密集建筑群控制爆破技术[J].科学技术与工程，2019，19（02）：223-227.

项目名称：厦门市轨道交通2号线一期工程土建施工总承包1标段工程43219887-3193-47EA-89EB-1AB3825AF3B7