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	临近居民区隧道控制爆破施工技术

发布时间：2016.05.30 新闻来源： 浏览次数：

    该隧道主线全长约13.9 km，北进口匝道隧道长495 m，北出口匝道隧道长485 m，周围建筑物密集。在施工场地外，杭州市主要干道西溪路车流量、人流量都非常大。为了保证周围建筑物和居民的人身安全，要采用控制爆破的方法。
    1· 爆破周围环境
    紫之隧道V 标段位于杭州市西湖区西溪路与紫金港路交叉口南侧山脚下，北进口、出口匝道洞口南侧环山；北侧正面为中石化加油站，距离匝道进洞口50 m，加油站往北是西溪路和闹市区，进洞口口部距离西溪路南外缘80 m；西北侧方向为居民楼，距最近1 栋楼房22.8 m；东北侧方向为居民楼，距东北侧最近楼房的距离为42.7 m；洞口方向有军用电缆和广电光缆浅埋穿过。
    2· 选择爆破方案   结合该工程的地质情况、周边环境，为了确保爆破施工作业不影响周围的环境，特别是北侧西溪路、紫金港路和闹市区的安全，所以，选择的隧道开挖施工方法是，在隧道暗挖掘进进洞50 m 处采用机械开挖，之后的50～200 m 采用浅孔光面爆破。
    3· 凿岩机具和爆破器材的选取
    3.1 凿岩机具的选取
    根据所选取的爆破方案，爆破钻孔机具采取YT28 型风动气腿式凿岩机，钻孔直径为Ф42 mm，钻头为“一”字型硬质合金钢，钻杆规格为中空六棱型，钻杆长度分别为1 m、1.5 m。
    3.2 爆破器材的选取
    根据隧道作业爆破的特性，炸药选用2#岩石乳化炸药，φ32成品药卷，非电毫秒雷管起爆，光面爆破周边眼采用导爆索间隔装药技术。所需爆破器材情况如表1 所示。

    4· 爆破设计
    4.1 洞口爆破对楼房等主要构筑物的影响   距离隧道洞口段最近的房屋为22.8 m，进洞50 m 采用机械开挖，之后进行爆破施工，爆破工作面距房屋72.8 m。按照《爆破安全规程GB 6722—2003》验算如下。
    4.1.1 爆破振动安全距离验算
    爆破振动安全允许距离为：

式（1）中：R 为爆破振动安全允许距离，m；K，α 为与爆破点到计算保护对象之间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，它是通过现场炮速测定结果和表2 中的数据共同确定取值的；V 为保护对象所在地质点振动安全允许的速度，cm/s，本工程取V≤0.5 cm/s；Q 为炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，kg，洞口段下台阶一次爆破总药量为35.12 kg，单段最大起爆药量为12.76 kg。

    根据现场炮速测定分析，经验取值K＝150，α＝1.8 单段，根据式（1）计算R＝55.56 m＜72.8 m。经验算，振动安全距离符合《爆破安全规程GB 6722—2003》的规定。
    4.1.2 空气冲击波的安全验算
    裸露爆破时，空气冲击波的安全允许距离可根据式（2）计算：

钻孔爆破经过修正后，可按照式（3）计算：

    式（3）中：RR 为空气冲击波对掩体内人员的最小允许距离，m；Kn 为修正系数，取值10；Q 为一次爆破的炸药量，秒延时爆破取最大分段药量计算，毫秒延时爆破按一次爆破的总药量计算，kg。
    匝道爆破设计一次爆破总起爆药量为35.12 kg，根据式（3）计算，R＝32.75 m，进洞后50 m 才开始爆破施工，爆破时，所有人员均撤离至洞外。
    4.1.3 爆破飞石的安全验算
    飞石安全距离是根据式（4）确定的：
    R＝20Kn2W. （4）
    式（4）中：R 为个别飞散物的安全允许距离，m；K 为安全系数，取值1.5；n 为爆破作用指数，掏槽眼为抛掷爆破，取值2；W 为最小抵抗线，m，取值1.0.
    将相关数据代入式（4）中可得：R＝20×1.5×2×2×1＝120 m。
    4.1.4 减震措施
    在民房周围挖深度为1.5 m，宽度为80 cm 的减震沟。
    4.2 隧道钻爆设计
    匝道洞身断面为87 m2，距洞口50～200 m 的爆破段是为了防止爆破对周围的影响，采用松动爆破方式开挖，钻孔深度为1.1 m，循环进尺为1.0 m，炮眼孔径为42 mm，炮眼利用率为90%～95%，药卷直径为Φ32 mm；上台阶开挖断面52.5 m2，每一循环耗炸药量为20.3 kg，单耗0.58 kg/m3；下台阶开挖断面为34.5 m2，每一循环耗炸药量为35.12 kg，单耗0.58 kg/m3；周边眼间距E＝0.55 m，最小抵抗线V＝0.60 m，相对距E/V＝0.75，装药不耦合系数D＝4.0.
    4.3 起爆网络设计
    本工程采用塑料导爆管起爆网路，根据爆破设计，不同部位的炮孔内装填不同段别和延期时间的毫秒雷管，共同组成并簇连起爆网路。在爆破网路中，每簇非电雷管数量不超过20 发，每簇采用2 发瞬发雷管传爆，传爆雷管连接点距离每发雷管导爆管端30 cm，并用防水胶带绑扎牢固，以确保传爆的效果。
    5· 爆破施工技术措施
    5.1 测量
    在钻眼前，测量人员要准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5 cm。每次在测量放线的同时，要检查上次爆破断面，处理测量数据，及时调整爆破参数，以达到最佳的爆破效果。对掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其他炮眼要高，开眼误差要控制在3 cm 和5 cm 以内。
    5.2 钻眼
    钻工要熟悉炮眼布置图，熟练地操纵凿岩机械，严格按钻爆设计实施。
    5.3 验孔
    每次钻孔结束后，由技术人员检查验收钻凿的炮孔，检查炮孔的位置、深度、角度等参数是否符合爆破设计——掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50 mm，辅助眼眼口排距、行距误差不得大于50 mm。
    5.4 清孔
    在装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风，将炮眼石屑刮出、吹净。
    5.5 装药结构和堵塞
    装药时，采用分片分组的方式，按照炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。所有炮眼都要以炮泥堵塞，堵塞长度不得小于20 cm。周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件，要严格控制周边眼装的药量，采取分段非连续装药结构，采用不耦合装药结构。
    装药作业采取定人、定位、定段别的方式，按顺序装药，严格按照爆破设计的装药结构和药量施作，严格按照设计的联接网络实施，以控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。
    5.6 联结起爆网路
    起爆网路为非电起爆网路，要确保起爆的可靠性和准确性。联结时要注意，导爆管不能打结和拉细，各炮眼雷管连接次数应该是相同的；引爆雷管应该用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端30 cm 以上的地方。起爆网路、联接网路联好后，由爆破员负责检查，起爆前要由专业的爆破安全员看管。
    5.7 起爆
    起爆前，现场要做好警戒，确定爆破影响区域无人后，再由爆破员操纵起爆器起爆。
    5.8 通风排尘
    在爆破作业中，隧道内的粉尘和有毒有害气体浓度较大，爆破后，需要通风15 min 左右，并排尘，将爆破烟尘和有毒有害气体的浓度降至允许的安全范围内。
    5.9 爆后检查和危岩处理
    在爆破工作面，当烟尘和有毒有害气体的浓度降至安全范围内后，爆破员和爆破安全员要进入爆破作业现场检查。在进入隧道验炮前，应先确认拱顶和岩帮是否有危岩活石，同时，人员应站在安全地点检查或先行处理拱顶危岩。在处理危岩时，应使用长柄工具或长钎。爆破作业现场经过安全检查，消除了安全隐患之后，作业人员方可进入工作面施工。
    5.10 盲炮的处理
    爆破后，要经过爆破员和安全员的检查，查看是否有盲炮、瞎炮。当检查到盲炮后，要先查明盲炮产生的原因，然后采取相应的处理措施。具体措施是：①经过检查确认，当起爆网络完好时，可重新起爆。当最小抵抗线发生变化时，应验算安全距离，并拓展警戒范围，再连线起爆。②经检查，确认未爆的盲炮可打平行孔装药爆破，平行孔与盲炮间的距离不应该小于30 cm。为了确定平行炮孔的方向，可从盲炮孔口掏出部分填塞物，然后插入导向棍。③可用木或其他不产生火花的材料制成工具，轻轻地将炮孔内堵塞物掏出，用药包诱爆。④可在安全地点用远距离操纵的风水管吹出盲炮堵塞物和炸药，但是，事后要采取相应的措施回收雷管。
    5.11 飞石防护措施
    飞石防护措施主要包括以下3 点：①第一道防护是在开挖台架上背竹片，距离爆破点25 m；②第二道防护是在洞口，用炮背做全封闭门，距离爆破点50 m；③第三道防护用的是钢管背竹片，用它搭设5 m 高的防护栏，距离爆破点80 m。
    6· 结束语
    结合工程周边环境的特点、控制爆破的理论和经验取值，得出以下结论：①爆破安全距离与单段装药量成正比；②通过飞石理论计算，采取合理的防护措施；③利用炮速监测围岩，围岩越硬，爆速传播速度越慢。