中铁十四局集团有限公司 山东省 济南市 250014
摘要：随着矿山法近几年在国内城市轨道交通施工中的广泛应用，全断面法爆破成为轨道交通短小区间隧道或硬岩段施工的一种重要施工工艺。但城市轨道施工周边环境条件多复杂，开挖过程中经常需要下穿既有建筑物或其他重大风险源，同时结合国家及相关地区行业规范，通常对矿山法爆破作业振速的控制极为严格，因此需要在施工过程中对既有的爆破方案进行不断的控制与优化。过程中，通过分析原有的爆破作业炮孔分布图、单孔装药量等参数以及产生的超标爆破振速波形图，结合地区的岩石特性，总结得出通过控制掏槽眼单段起爆药量、增加起爆段位的方式可以有效的控制城市区间隧道全断面爆破的振速。
关键词：矿山法；全断面爆破；炮孔分布；起爆网络；爆破振速
Abstract：With the wide application of mining method in the construction of urban rail transit in China in recent years, full-section blasting has become an important construction technology in the construction of short inter-district tunnel or hard rock section of rail transit. However, the surrounding environmental conditions of urban rail construction are complex. It is often necessary to pass through existing buildings or other major risk sources in the excavation process. At the same time, combined with the national and relevant regional industry specifications, the vibration speed of mine blasting operation is usually strictly controlled. Therefore, it is necessary to continuously control and optimize the existing blasting schemes in the construction process. In the process of blasting, by analyzing the original blasting hole distribution chart, single-hole charge quantity and other parameters, as well as the waveform of excessive blasting vibration velocity, combined with the rock characteristics of the area, it is concluded that the vibration velocity of full-section blasting of urban tunnel can be effectively controlled by controlling the single-section blasting charge quantity of the cut hole and increasing the position of the blasting section.
Keywords：Mining method;Full section blasting;Blasthole distribution;Detonating network; Blasting vibration velocity
1? 典型区间概况
1.1 地质、水文概况
某地区城市轨道交通左线全断面矿山法段区间地质条件主要以微风化花岗岩为主，肉红色、中粗粒结构，矿物多未蚀变，节理不发育。饱和单轴抗压强度37.2~80.1MPa，岩体基本质量等级Ⅲ级。无明显地下水，仅在局部节理发育处存在少量裂隙水。
1.2 周边建（构）筑物
该段矿山法区间需下穿多处危老建筑物，周边环境极为复杂。其中侧穿某交运集团，该处人流量大且集中，尤其需要注意控制爆破振速。
2 初期设计爆破方案、参数
2.1 初期设计爆破方案
图1 区间全断面法开挖横断面图
综合考虑该段全断面矿山法区间工程地质情况以及周边环境等因素，爆破总体设计方案为毫秒延时导爆管雷管、2号岩石乳化炸药进行光面爆破[1]，以减少因爆破作业产生的对围岩及周边环境的不利影响。区间断面开挖净空尺寸设计为7.9m×7.9m，圆底马蹄形结构，全断面爆破每循环开挖进尺1.5m，开挖横断面图如图1所示。
结合区间全断面类型及开挖净空尺寸，初期设计爆破作业炮孔分布[2]如图2、图3所示。
图5 优化后的全断面爆破炮孔分布平面图（单位：mm）
3 爆破振速的控制与优化
分析图4爆破振速波形图可以看出，初期设计全断面爆破方案振速超标主要是由1段掏槽眼单段起爆药量过大引起的[4]，周边眼段位单段起爆药量虽然也较大，但因其在起爆时有一定的临空面，所以周边眼单段起爆药量并不引起爆破超速。因此要减小上述爆破振速超标的问题，主要应从减小掏槽眼单段起爆药量入手[5]。
3.1 爆破振速控制
根据爆破振速波形图显示分析，原有的爆破炮孔分布及起爆网络主要是由掏槽眼单段起爆药量过大引起振速超标[6]，辅助眼及周边眼炮孔分布及起爆网络连线并不引起振速超标，故下一步方案优化时，要继续控制辅助眼尤其是周边眼的分布孔距，着手改进掏槽眼的分布及装药量[7]。
3.2 炮孔分布方案优化
经过大量的研究及试验，最终决定采用分段辅助掏槽的方式来减小掏槽眼单段起爆药量过大引起的振速超标，具体方案如下：
（1）增加3段来分担1段掏槽的起爆药量[8]；
（2）1段炮孔设置2排，排距不变仍为1.6m，每排各减少1个炮孔，同时将上下炮孔间距由原来的1.6m缩小至1.0m；
（3）新增3段与1段排距0.6m，孔距0.8m；
（4）周边眼的起爆段位增加16段，由原来的4个段位起爆增加到5个段位起爆，达到进一步降速的目的[9]，优化后的爆破炮孔分布平面图如图5所示。
3.3 单孔装药量改变
炮孔分布优化以后，在保持原有的装药量不变的情况下，现增加起爆段位，部分雷管单段一次起爆药量减小，优化后的掏槽眼、辅助眼、周边眼单孔装药量如表2所示。
表2 全断面矿山法区间优化后设计爆破参数表
图6 左线优化后的全断面爆破振速波形图（单位：cm/s）
3.4 优化后的爆破振速
经过上述的炮孔分布优化与装药量的改变，爆破振速较之初期得到明显的控制与改善[10]，振速基本控制在0.2cm/s~0.5cm/s。优化后的爆破振速波形图以图6为例，从该图可以看出增加辅助掏槽后对于减小爆破振速带来的效果明显，同时周边眼增加段位后，振速也得到一定的控制。
4 结束语
通过上述对该区间全断面矿山法爆破方案的研究、试验、优化，可以看出在城市区间隧道全断面爆破施工中振速的控制主要应从以下三个方面进行：
（1）严格控制掏槽眼的单段起爆药量，必要时增加辅助掏槽眼[11]；
（2）严格控制周边眼的间距，达到“多打眼、少装药”的目的；
（3）当辅助眼及周边眼单段起爆药量过大时应该通过增加段位的方式达到分段延时起爆的效果。
上述三个方面对于城市区间隧道全断面爆破振速的控制起着决定性作用[12]。
参考文献
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[12]王梦恕. 中国隧道及地下工程修建技术. 人民交通出版社，2010：5.
论文作者:梁成博
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/31
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