摘要：现代工程面临的局面较以往更为复杂，技术条件也更加成熟，很多工程作业需要进行爆破，强化其减震效应十分必要。基于此，本文选取辽宁省某处隧道工程作为对象，分析钻爆技术、减震开挖以及爆破技术的应用，最后对核心理论进行总结，包括装药量、掏槽微微以及质点振速等，以期通过分析明晰理论，为隧道矿山法施工减震爆破技术的进一步应用提供参考。
关键词：隧道矿山；装药量；爆破振速；质点振速
前言
隧道矿山法（mine tunnelling method）指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法，该方法的应用历程超过100年，技术上较为成熟，不过隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落，需要按分部顺序，进行有计划的开挖，并要求通过支护设计保证安全。在此背景下，设法强化减震设计、优化爆破技术非常重要，本文结合实例对上述内容进行分析。
一、工程概况
工程位于辽宁省大连市某地，属于市政工程的地铁项目，主要连接城市各地，缓解城市交通压力，工程总量大，且地下部分较多，线路全长为19.478km，其中市区繁华路段拟采用隧道矿山法进行施工，以求最大限度降低施工的不利影响。施工作业开始前，施工单位技术人员对施工地点进行了分析，隧道穿越处围岩以红层全风化至红层微风化粉砂岩为主，拱部多处于土、石交界地层，施工中围岩变化频繁。施工地段的地形存在一些起伏，尤其是西北部位，而且整个施工地段地标位置的交通较为繁忙，周边存在大量建筑物，经过的位置包括商业区、居民区以及学校，建筑类别多样，使用年限也不尽相同，部分建筑存在老化问题，其中约有20％的建筑投入使用年限超过5年，另有8.5％的建筑投入使用超过10年，沉降问题、地基稳定性问题均需要加以重视。
二、减震爆破技术
2.1钻爆技术
施工地点的岩层情况较为理想，基本能够应对常规施工造成的机械破坏，但考虑到地下部分施工会影响地上交通，一旦造成共振后果无法预知，因此拟定三个方面的注意事项，一是软土层稳定性控制，二是左、右线间距，三是隧道的位置。稳定性方面，由于施工地点存在人工填土和软土层，钻爆开挖过程中，爆破作业造成的冲击破必然会影响软土层的稳定性，一些被风化、侵蚀的岩体结构总体刚度也不够理想，需要避免坍塌问题。本次施工中，按照方案设计，隧道的左、右线间距不大，率先动工挖掘的隧道可能受到后续爆破作业的影响，出现一些位移情况，甚至破坏。隧道深度上，需要控制其与建筑物之间的距离，尤其是使用超过5年和10年的老旧建筑，避免建筑地下结构稳定性被破坏。针对上述问题，拟采用光面爆破和减震技术，在实际工作中，减少打孔数目和深度，并进行严密计算，降低使用的炸药数目。开挖时进行循环分台阶开挖，控制光爆层的厚度、爆破参数，远离已成结构。
2.2减震开挖
减震开挖采用台阶法，本次施工中，施工地点上半部分存在软土层，下半部分岩层整体刚度较差，因此上断面直接采用人工开挖的方式，下断面采用松动爆破的形式处理松散岩层，之后集中运离。为控制爆破影响，实现减震，每次爆破进尺控制在0.85mm之下，台阶法施工的地段，爆破进尺的长度进一步压缩在0.65m，掏槽区的炮眼深度上，普遍在1.05m左右，最深1.22m，最浅处0.77m。每炮循环进尺的距离不超过0.80m，控制在0.40-0.80m之间。炸药用量方面，以有效控制指点振速为基本原则，如果围岩整体性差，要求进一步缩减爆破进尺，反之则可以适当增加，但总量不得超过1.45m。光面层一律采用预留的方式，以便控制爆破振速和爆破质量[1]。
2.3爆破技术
爆破技术上，要求注意炸药选择、时差、挖槽形式和爆破参数四个方面，在此前的同类工作中，技术人员了解到，爆破作业的震动强度与多个因素有关，包括爆破地点的阻抗、器材、地形、方式、炮孔间距等等。炸药品种的选择上，施工单位出具了若干方式，高爆炸药和化学炸药的威力较大，考虑到施工地点实际情况，不予采用，与此同时，经实测当地岩层的含水量大于预期，综上，施工最终选用威力适中、防水能力更好的乳化炸药。时差控制主要是指雷管起爆的时差，在本次施工中，涉及爆破网络为孔内微差，康外部分一般设计为跳段模式，为最大程度保证爆破作业安全性、降低震动影响，要求时差达到至少50ms。掏槽形式上，在施工作业开始前结合施工区域特征进行设定，结合此前同类工程的资料，可以发现掏槽作业的水平很大程度上影响爆破作业的破坏作用，尤其是地震波的传动，以减震、提升安全性为基本追求，本次施工采用楔形联合密排监控眼作业的方式进行掏槽，利用楔形的减震作用和贯通掏槽的临空面减低地震作用的破坏。爆破参数上，通过反复模拟给出各项数据如表1所示。
表1 各项爆破参数
2.4爆破方式与结果
爆破方式上，首先根据测量结果和设计要求进行标注、打孔，清除孔内杂物，并利用大功率吹风设备去除碎渣，放置炸药。周边孔采用不耦合装药方式，其他孔集中装药。所有起爆装置放置于孔底部，雷管穴能穴朝孔口，即采用底部反向起爆。若岩体渗水或湿度大，孔底先置乳化炸药，倒数第二个药卷作为起爆药包。装药完毕炮眼堵塞长度不宜小于200 mm，采用预裂爆破时，应从药包顶端起堵塞，不得只堵塞眼口。堵塞物为1:3配比的粘土与砂子混合而成的炮泥[2]。
爆破作业完成后，经实测周边建筑未出现破损，整体爆破效果也能满足预期要求。结合爆破过程，给出隧道矿山法施工减震爆破技术的要点是做好前期测量和勘察，注意装药量、掏槽眼位置与爆破振速的关系，尽量控制爆破振速，利用周围阻抗降低其破坏，最后还要注意质点振速的影响。
三、结语
通过分析隧道矿山法施工的减震爆破技术，获取了相关理论内容。现代基础设施建设中，隧道矿山施工较多多见，为降低施工负面影响，要求采用减震爆破技术。本文选取辽宁某地工程为例，对钻爆技术、减震开挖以及爆破技术进行了介绍，最后对最大装药量与爆破振速、掏槽眼位置与爆破振速、质点振速的影响进行了总结，使施工的主要理论得到明确，希望为后续工作提供帮助。
参考文献：
[1]王超. 狮子岭隧道下穿龙峰山庄别墅密集区爆破减震综合技术试验研究[D].西安建筑科技大学，2017.
[2]王锋. 西岙二号隧道下穿梅仙寺庙宇与公墓群基础加固与控爆综合施工技术试验研究[D].西安建筑科技大学，2017.
论文作者:崔杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/23
标签：隧道论文; 作业论文; 技术论文; 炸药论文; 矿山论文; 进尺论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第14期论文;