摘要：在进行隧道爆破作业时，为了保证施工安全，需要重点针对爆破中的技术要点进行控制，设计合理的爆破方案，并严格按照工艺流程进行操作，最大限度减少作业风险，降低对周围环境的影响。
关键词：隧道开挖；控制爆破；安全防护
引言
我国国土地形、地貌条件复杂，随着近年来我国核电工程建设规模的不断扩大，不少核电建设项目施工过程中需要采用隧道方式进行，而在隧道施工过程中需要使用爆破施工技术。爆破施工的特点是：爆破施工具有较强的专业性，技术含量的高低直接影响工程爆破成效；核电项目隧道一般断面较小，对爆破施工技术要求较高，施工过程中必须确保安全，才能开展高效率、高质量、低成本的爆破工作；在爆破过程中要确保不损坏隧道围岩，确保隧道稳定性，合理控制爆破工程相关参数、工序、流程等关键要素。
1工程概况
某沿海核电厂1、2号机组GD3排水隧道共两条，自CC跌落井至海边闸门井长度分别为：GD3-1#（排水方向左侧）隧道长2177米，GD3-2#（排水方向右侧）隧道长2154米，属于长隧道；两隧道中线间距17.10m，隧道平面成L型布置。隧址区山体由石炭系下统大塘组（C1d）灰岩、泥质灰岩岩体构成，岩体节理裂隙发育，岩石较破碎，洞身围岩级别及长度分别为：GD3-1#为V级围岩300m（强-中风化灰岩）+Ⅳ围岩1270m（中风化泥质灰岩）+V级围岩607m（中风化泥质灰岩）；GD3-2#为V级围岩300m（强-中风化灰岩）+Ⅳ围岩1250m（中风化泥质灰岩）+V级围岩604m（中风化泥质灰岩）。
2主要施工方案及控制要点
隧道洞身按“新奥法”的原理，进出口四个作业面同期作业；洞口及边仰坡采用机械冷开挖；洞身V级围岩采用环形开挖预留核心土法施工，每循环开挖进尺按0.5～1m控制；IV级围岩采用台阶法开挖，每循环开挖进尺按2m控制；光面控制爆破掘进；以爆破振速控制为主进行爆破安全控制，爆破时由爆破引起的中缅天然气管道附近的质点振速应控制在1.7cm/s范围内。
3钻孔设备及爆破器材的选择
为满足施工安全要求，采用Ф40mm的手持式风动凿岩机进行钻孔，选用Φ32乳化炸药（爆速在4300～4600m/s，比重1.0～1.3），配套使用1-13段导爆管。
4洞身爆破设计及炸药单耗控制
根据爆破器材情况，采用导爆管孔内延期爆法，起爆顺序根据导爆管段别确定。由于上台阶先行爆破，故当下台阶爆破时，已具备足够的临空面，因此其炸药单耗远低于上台阶。根据围岩级别及炮孔布置情况，Ⅴ级围岩上台阶炸药单耗按0.5～0.7kg/m3控制，下台阶炸药单耗按0.3～0.5kg/m3控制；Ⅳ级围岩上台阶炸药单耗按0.7～0.8kg/m3控制，下台阶炸药单耗按0.35～0.55kg/m3控制。Ⅴ级围岩最大单孔药量为1.8kg，最大单响药量为21kg；Ⅳ级围岩最大单孔药量为2.7kg，最大单响药量为27kg，具体根据实际情况适当调整。
5爆破振动监测
爆破工程的监控量测项目，除了常规的地表沉降、水平收敛、拱顶下沉、围岩压力和围岩内部位移外，还应对爆破产生的振动进行检测。
5.1振动测试的目的
为了严格控制爆破振动，爆破时必须对影响范围内的核岛进行振动测试，一是研究爆破过程地震波的衰减规律，地质构造及地形对他的影响，地震波参数和爆破参数的关系；二是研究核岛，对于爆破振动的响应特征，这一响应特征与爆破方式、核岛特点的关系。掌握爆破振动参数，有利于对爆破参数科学地进行优化，指导爆破作业，实现爆破振动控制及控制爆破信息化施工，将爆破振动控制在允许范围内，确保核电项目核岛的安全。
5.2振动测试的内容
主要测试内容有：质点峰值振动速度和主振频率等。
5.3测试仪器的选择
根据项目特征选用TC—4850爆破测振仪。
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5.4现场测点布置
根据爆区周围环境和监测要求，每次检测共布设6台传感器，每次布点不少于3个，布置规律为：从爆区作垂线与核岛边界相交，在交点处布置1台仪器，其余仪器沿排水管道分别布置在交点两侧。
5.5测试结果
自洞身开始掘进以来，每次爆破时均进行了振动测试，对进、出口端各级围岩初次爆破和参数优化后的各月测试结果最大值进行了对比分析，分析可知，进口端各级围岩初次爆破时，其振动速度均较高，但均小于1.7cm/s，在允许范围内。由于爆破区域距核岛相对较近，为减小影响，对爆破方案进行了优化；而隧道出口端由于整体施工进度较进口端慢，故爆破时，直接借鉴进口端优化后的结果，不需再行探索。
6爆破设计优化
每次爆破后，应检查爆破效果，综合振动速度的测试结果，分析原因，及时修正爆破参数，以提高爆破效果，改善技术经济指标。主要优化策略如下：
（1）根据爆破效果修正掏槽方式。
（2）根据爆破后石碴的块度来修正辅助眼的孔间距，调整单孔用药量。石碴块度小，说明辅助眼布置偏密，石碴块度大说明辅助眼偏少。
（3）根据爆破后轮廓线的线形、平整度及炮孔残留量，修正周边眼距轮廓线的距离、钻孔角度、孔的间距及单孔装药量。
（4）根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正孔间距、孔深，改变循环进尺，调整炸药单耗。
（5）根据掌子面凹凸情况修正炮孔深度，使孔底基本上落在同一断面上。
（6）根据爆破振动速度监测结果，调整孔内导爆管段数，改变连接及起爆方式（孔间采用3段导爆管串并联逐孔起爆），控制最大单响药量。
7爆破安全保证措施
根据国家核安全局颁布的核安全法规（HAF 系列）和核安全导则（HAD 系列），主要有：《核电厂质量保证安全规定》（HAF003）、《核电厂物项和服务采购中的质量保证》（HAD003/03）、《核电厂建造期间的质量保证》（HAD003/07）规定，在爆破作业时，应当经所在县级或市级公安机关批准，并采取安全防护措施。施工前需将爆破作业安全专项方案经专家论证评审通过后，方可实施。同时，应采取措施确保爆破安全：
（1）选择科学合理的爆破时差。爆破时差对爆破效果和爆破技术水平非常重要。本工程选择了比较合理的爆破时差，可以充分保护附近的核电其他建设和建筑等。为了避免爆破时的地震波与前一段爆破的地震波重合，可以采取人工干预的方式，增加雷管的段数，以此确定和选择合适的爆破时差[1]。
（2）采用微差起爆的方式。采用微差起爆的方式可以充分保证爆破效果。首先要布置合理的起爆顺序，可以采用分批起爆的方式，先破坏被爆岩石的拱形结构，使其具有自坍趋势，从而减少炸药量的目标。
（3）采用预裂爆破方式。欲裂爆破在隧道爆破中的应用比较普遍，其降震率在30%以上，甚至会达到50%以上。因此，可以采用预裂爆破的方法减少振动。
（4）加强爆破振动监测，根据监测信息及时反馈，调整钻爆参数。
结束语
首先从实践出发，对隧道工程爆破振动控制技术进行研究。然后从隧道工程在爆破过程中所产生的振动及对一定区域内构造物的影响进行了分析。最后结合实际工程案例提出了相关控制技术，作了详细介绍，望能为相关行业提供借鉴。
参考文献：
[1]杜小刚，亢丽竹，林从谋.下穿既有隧道爆破振动响应研究[J].爆破，2017，34（04）：52-56.
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[3]王峥峥，张杨生.基于ALE算法的隧道开挖爆破振动特性数值分析[J].大连理工大学学报，2017，57（03）：279-284.
[4]费鸿禄，曾翔宇，杨智广.隧道掘进爆破振动对地表影响的小波包分析[J].爆炸与冲击，2017，37（01）：77-83.
[5]郑明新，舒明峰，夏一鸣，胡国平，刘家桦.爆破振动对既有高速铁路隧道衬砌动力响应的影响[J].铁道建筑，2017（01）：94-97.
论文作者:周益
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/11
标签：围岩论文; 隧道论文; 炸药论文; 作业论文; 药量论文; 方式论文; 地震波论文; 《防护工程》2018年第23期论文;