（中铁十局集团第三建设有限公司兰渝项目部 安徽 合肥 230000）
【摘 要】某隧道因突泥涌水故增设泄水洞，泄水洞水文地质复杂，下穿一条既有线铁路无砟轨道，二条既有线有砟轨道，泄水洞拱顶开挖线与既有隧道仰拱底开挖线净距为5米，被视为该条铁路线第一风险，设计为非爆破开挖，因隧道尺寸小无法使用机械开挖，申请采用电子数码雷管错相减震爆破工艺，经成都铁路局和专家组对此方案的爆破参数、振速以及各类监测和防护措施等各方面进行了论证同意实施控制爆破，最终在实践过程中取得了良好的效果，研究的结论和实践经验对同类工程有较好的借鉴作用。
【关键词】既有线；电子数码雷管；振速监测；减振
【中图分类号】U415.1 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）14-0132-02
1.引言
随着我国铁路建设的快速发展，不可避免地会与既有线出现邻近或立体交叉情况。西南山区铁路建设长大隧道多，易出现临近、上跨、下穿既有运营铁路的施工情况，而运营铁路安全牵涉数量庞大的人身财产安全，故既有线施工都会引起建设各方及监督部门的高度关注和严格控制，责任处罚也非常严格。与既有线施工有关的施工工艺、监控与监测、与设备管理单位的配合、应急预案在不断的加强和创新。
2.工程概况
兰渝线龙凤隧道泄水洞全长1636.99m，净空为4.6*4.1m（宽*高）。泄水洞分别下穿和临近既有渭井上行线、渭井下行线、沪蓉线龙凤隧道。渭井上行线为单线无砟轨道, 渭井下行线为单线有砟轨道,沪蓉线龙凤隧道为双线有砟轨道。围岩地质均为弱风化灰岩及白云岩、灰岩及盐溶角砾岩互层。泄水洞拱顶开挖线与既有隧道仰拱底开挖线净距为5米。
3.施工安全控制标准
（1）既有线及泄水洞洞内沉降值：每个天窗点累计沉降值不大于5mm，沉降安全值≤1mm，沉降报警值≤3mm，相临断面沉降≤1.5mm。
（2）控制爆破震速不超过5cm/s。
4.施工步骤
（1）铁路局召开方案专家评审会，评审通过后签订安全协议，上报施工月、周、日计划。
（2）每周由车站、工务、电务、施工单位组织施工协调会，确定封锁线路的天窗时间。
（3）爆破咨询单位出具当天炮孔布置图，包括位置、雷管时差、钻孔深度及各炮孔装药量。
（4）雷管编号，设置雷管延时时差。
（5）钻孔，孔位喷漆编号，将雷管对号入孔，网路连接，网路测试。
（6）驻站人员到达车站，现场配合工务、供电、施工、监理在驻站人员确认开放天窗后进入既有线。
（7）向驻站人员确认可以起爆后，电话通知洞内再次检查网络，检查雷管，充电，起爆。
（8）既有线内施工、监理、工务、供电人员进行接触网和隧道安全检查，签认检查结果。
（9）出渣、立架、喷浆。
（10）既有线观测数据、振速监测数据分析，指导下个循环爆破和施工方案调整。
5.安全控制措施
（1）沉降观测：交叉里程前后各2m、4m处布设一个观测断面，每个观测断面布置5个沉降观测点进行观测，可判断既有隧道结构的稳定性，可推断泄水洞支护的可靠性。
（2）拱顶下沉、净空收敛仪量测：1次/4h，如果测得的数据超过控制标准，立即停止泄水洞施工，并采取加固措施，启动应急预案。
（3）视频监控：边墙上1.5m位置安装高清网络视频监控设备通过长远无线运输基站传输到现场办公室，及时的观察既有线内情况。
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（4）超前地质预报：采用超前地质钻孔进行验证开挖前方地质构造情况，与设计相比较，确保支护参数准确。
（5）振速监测：在既有隧道内安装传感器、测振仪、无线传输模块，发射爆破振速数据到无线基站，上传云数据库反馈给客户，及时根据振速结果调整爆破参数。
（6）爆破方案与参数控制：以振速控制为核心，计算爆破参数、进行炮孔布置及时差设定，控制爆破进尺、单孔装药量及爆破顺序。
（7）支护及时、加强：采用C35早强喷射砼，使喷射砼能更早的受力。在喷射砼完成后，必须保证喷射砼强度满足要求，再进行下部开挖。及时实施衬砌，严格实施衬砌背后注浆。
（8）应急措施完善：应急组织、物资设备、信息沟通齐备，定期检查演练。
6.新型材料和设备、工艺
施工中所涉及的新型材料设备主要是电子数码雷管和无线振速监控设备，工艺主要是减振方案。
（1）电子数码雷管：由雷管、编码器、起爆器三部分组成。雷管爆破时差能精确到1ms，每发雷管的延时时间有1s、3s、15s、20s几种类型，可在该时差内任意调节雷管爆破时间。编码器将雷管从休眠状态唤醒，对各发雷管进行编码、设定时差。起爆器从编码器上读取整个网路中的雷管数据，再次检查整个起爆网路，起爆器可以检查出每只雷管可能出现的任何错误，如雷管脚线短路，雷管与编码器正确连接与否。起爆器将检测出的网路错误存入文件并打印出来，帮助爆破员找出错误原因和发生错误的位置。
（2）无线监测仪器系统：由子系统、无线发射基站、云数据处理中心构成。当爆破振动发生时，子系统负责采集并记录振动数据并传输到无线发射基站，子系统的组成包括传感器、测振仪、无线传输模块，其位置位于隧道内指定监测点处。采集记录完成后，数据由子系统传输到无线发射基站，因隧道内通常无信号，所以数据的传输是通过连接子系统和无线发射基站的数据线而进行的。无线发射基站通常建立在隧道洞口或离监测点最近的有信号位置处。当无线发射基站接收到数据后，数据就可以通过无线网络上传到云数据处理中心，以提供给所需用户查阅。
（3）减振方案：先后采用了传统非电雷管分部爆破法、电子数码雷管逐孔起爆法、电子数码雷管错相减振爆破法。成都铁路局规定邻近既有线200米内均采用控制爆破，属Ⅲ级施工。
①在200米至150米区间内，采用的是传统非电雷管分部爆破法，孔深从1.2米逐步缩减到0.8米，次序为下台阶掏槽—下台阶扩槽孔与辅助孔—上台阶辅助孔—底板与周边孔，进入既有线50米后振速就不能满足要求。
②在50米-20米区间内，采用的是电子数码雷管逐孔起爆，电子雷管时差范围内设定尽量在每个孔爆破振动衰减完毕后起爆下个孔，确实有效的降低了振速，但达到20米的位置振速仍然无法满足，除非进一步缩减进尺减少单孔药量，但对进度影响过大。
③下穿正下方及前后20米区间内，爆破咨询公司试验其专利错相减振方案，通过分析爆破波频，找出主振频率的半周时长确定合理的爆破延时，从而使相邻两个炮孔爆炸波到路轨时相位相差π，两个爆炸波在同一质点上振动矢量方向相反，降低了振动波能量，有效控制了振速，顺利通过了下穿段。
7.爆破过程中出现的问题
（1）出现的问题：试验段爆破过程中，起爆前检测全部正常，起爆后都会发生大面积拒爆现象，经检查大部分雷管随爆破带出孔位，不过孔和孔内炸药均完好，带出孔位的雷管已炸开。
（2）原因分析：爆破单位、爆破咨询单位及雷管厂家进行了洞外相同位置相同时差在平地布置，所有雷管均良好爆破，而且通过实验证实电子数码雷管接受起爆信号时间极短，在连接线炸断的情况下，电子雷管依然能够起爆。最终经过分析，拒爆原因是两个布置较近的孔位时差较大，设定时差较短的孔位爆破瞬间将时差较大的孔位中雷管带出，带出后时差较大的雷管才爆破。
（3）处理方式：将孔位较近的设定时差较长的雷管的连接线采用固定卡扣卡死，如此在设定时差较短的雷管爆破瞬间会将设定时差较长的雷管连接线炸断，而不会将雷管带出，雷管依然在孔内爆破。经过试验取得非常良好的效果。
综上所述，得出如下结论和经验。一是既有线施工要严格执行铁路局的规定，方案要由路局组织专家、业主、设计、监理、施工等各单位进行充分论证和试验，确保可行性和可靠性。实施方案过程要严格按照路局的审批和配合流程，人员要经过专业培训合格后方能上岗，每个循环都要进行及时签字确认。尤其是洞内作业，还要确保联系畅通。二是要充分利用如电子数码雷管、无线监测设备、视频监控等新型精度较高的材料设备，引进如错相减振等先进的专利技术，进一步确保施工的安全可靠性。
参考文献
[1]孟祥栋，王立川，孟令天，钟金贝，曾维英，王守伟，刘文鹏，鲁甲兵，蔡正清.小间距下穿高铁隧道控制爆破技术[J].工程爆破,2016,22（5）： 69-76.
[2]田振农,孟祥栋,王国欣. 城区隧道电子雷管起爆错相减震机理分析[J].振动与冲击,2012,（21）：108-111.
作者简介：鲁甲兵（1985-），男，安徽省安庆市怀宁县，工学学士,中铁十局集团第三建设有限公司兰渝铁路LYS-14标段项目经理部第五分部分部经理，工程师。
论文作者:鲁甲兵
论文发表刊物:《建筑知识》2017年14期
论文发表时间:2017/7/17
标签：雷管论文; 时差论文; 隧道论文; 基站论文; 电子论文; 数据论文; 数码论文; 《建筑知识》2017年14期论文;