摘要：小净距洞室群钻爆作业对爆破技术有较高的要求，要求爆破作业首先要保证洞室周围岩石层的稳定，在保证施工进度和质量的前提下尽量减少炸药使用量，减少振动，本文着重探讨钻爆作业进程中减震技术措施。
关键词：小净距；地下洞室群；深埋；钻爆法
引言：随着我国基建工程飞速发展，公路、铁路等基础设施逐渐突破地形地貌的束缚，在技术难度较高的特殊地区进行施工建设，其中越来越多的用到隧道工程技术。隧道施工中涉及既有地下管线和既有小净距洞室群的情况逐渐增多，而隧道施工中钻爆法产生的爆破振动给地下管线和既有洞室带来的影响无法忽视，甚至会危及周边建筑群，对群众的生产生活带来安全威胁。
1.钻爆法
钻爆法是通过钻出爆破孔、装填炸药、爆破来开挖岩石层的钻孔爆破方法，简称钻爆法。在我国，钻爆法已经从初期人工手动打孔，用雷管单个引爆，逐步发展到使用钻车开孔，采用毫秒爆破、光面爆破、预裂爆破、水压爆破等技术进行爆破。钻爆法已经广泛应用于我国隧道工程施工之中，采用的施工方法主要有全断面掘进法、导洞挖掘法、分部开挖法三种。
1.1全断面掘进法
全断面掘进法即在开挖过程中一次性进行断面的钻孔爆破，一次成型，隧道内全面爆破挖掘推进。在隧道高度较高时，可以将爆破分为上下两部分，形成爆破台阶，两部分同步进行爆破和掘进。在施工条件和地质条件允许的情况下，隧道工程应当优先采用这种全断面掘进法。
1.2导洞挖掘法
导洞挖掘法即先在断面上先挖掘一部分作为导洞，然后以导洞为基础开挖整个隧道断面。导洞挖掘法主要在施工条件和地质条件不支持全断面掘进时使用，采用中小型挖掘和装碴机械进行挖掘和装碴作业，导洞断面大小应当以工程安全为主进行设计，能适应运碴车辆进出、隧道管线铺设即可。导洞在地质条件不适用全断面掘进时可以用来探明隧道深处的地质和水文情况，辅助进行隧洞内的通风和排水作业，在导洞全长开挖完成后，可以沿导洞进行扩挖，也可以在导洞挖掘一定深度后就进行扩挖作业。
1.3分部开挖法
分部开挖法是在导洞扩挖时，先进行一部分断面的挖掘，做好支撑防护后，再进行另一部分的断面挖掘。这种分部开挖法主要用于周围岩石层稳定性差，挖掘后需要及时进行支撑和维护的情况中。
钻爆法挖掘隧道时，通常从第一序钻孔的开始到第二序钻孔开始作为挖掘作业的一个循环，施工作业人员会尽量加快钻孔、装药、爆破、通风和出碴等施工过程，缩短施工作业时间，加快隧道挖掘的推进速度。
2.小净距隧道爆破振动技术标准要求
根据我国《爆破安全规程》规定，隧道工程中允许的安全振动速度是每秒10~20厘米，在具体施工过程中，技术人员要综合考虑周围岩层状态、埋深程度和断面大小等因素，来确定地下钻爆的具体安全振动速度，且在具体施工开挖过程中必须将爆破速度控制在此安全振动速度范围内，确保钻爆开挖施工的安全性。
3.爆破振动控制思路
钻爆开挖过程中产生的爆破振动主要形式为地震波，地震波是由震源向四处传播，有纵波、横波和面波三种波动形式，且纵波横波之间相互作用振动效果更复杂的一种振动波，地震波具有干扰、衍射、叠加等特征。爆破中振动速度与地震波叠加、爆破使用炸药量息息相关，因此控制爆破振动对小净距地下洞室群的影响应从控制炸药量和减弱地震波两方面进行。
3.1 减小单段炸药量
减小单段炸药量可以减少振源的产生的爆炸能量，首先，工程中直接选用厂家生产的低爆速、低威力炸药进行钻爆作业；其次，控制开挖的进度减小单段钻爆需要的炸药量，采取台阶法、微差控制法进行炸药量的控制，进一步减小单段炸药量的使用；最后，使用炮泥堵塞炮眼提高炸药爆破效果或进行水压爆破，可以有效减少炸药量的使用。
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3.2 减弱地震波的传播
减弱地震波的传播效果可以从干扰或阻断地震波传播等方面采取措施，例如采取间隔大于50毫秒的爆破时间，可以有效避免爆破地震波的叠加；采用光面爆破技术，减弱地震波叠加效果；在填好炸药的钻孔周围打上不装炸药的空孔，进行减震，减少地震波对周围岩石层的振动效果。
4.具体控制措施实施
4.1 钻爆原料选取
根据地质条件和施工条件选取最适宜的炸药种类，在易受影响的岩石层中进行隧道开辟，最好选择低爆速和低威力的炸药进行钻爆作业，且在进行雷管引爆时应当设置适合的间隔时间，经试验可知时间间隔在50毫秒以上时，地震波的叠加效果最弱，对周围岩石层影响最小。
4.2 挖掘顺序和钻爆方式
深埋隧道内进行钻爆施工时，应当优先进行通风排烟通道的施工作业，这样有利于进行小净距洞室群钻爆作业时的通风排烟效果，也有利于多个工作面同期施工，加快施工进度。作业过程中为了控制单段使用炸药量，应当采取台阶法进行钻爆挖掘。钻爆作业中通过循环作业、微差控制和光面爆破等技术进行钻爆可以保证爆破质量和效果，使爆破后产生的块度均匀，爆碴高度范围适宜，钻孔利用率高，出碴方便清运效率高，能够有效提高钻爆作业的质量和进度。其中，采用微差控制爆破时可以有效降低地震波的叠加效果，降震效果最大可达到齐发爆破的百分之五十。
4.2.1 循环作业
对于小净距的隧道挖掘工程，采用循环作业且进尺较小的钻爆方式较为合适。循环作业中，单次需要的爆破效果弱，使用炸药量少，产生的爆破振动效果也相对较小；且可以通过用炮泥堵塞炮眼来提高炸药利用率，进一步减少单次装载炸药量，有效降低爆破振动对周边岩石层的影响。
4.2.2 光面爆破
采用光面爆破时应当对掏槽眼深度和周边孔眼有一定程素上的控制能力，使得掏槽眼能够为后续爆破提供补偿空间和可自由选择的断面，其中楔形掏槽适用于硬度岩石层，不需要大直径钻孔设备的辅助，但受断面限制，掏槽眼角度不好控制；扇形掏槽适用于有明显断层的岩石层中，因为岩石层本身有断层，所以掏槽眼需要准确设计钻孔深度和位置；大直径中空直眼掏槽则适用于所有岩石层，但对掏槽眼要求高，深孔爆破中若孔眼有瑕疵，容易产生殉爆和爆破效果不佳的情况。
5.钻爆监测
在进行深埋隧道内小净距洞室群钻爆施工作业过程中，施工团队要重视对钻爆作业中的各方面数据监测，保证钻爆作业的施工安全和质量。例如对振动速度的监测，在挖掘过程中先行洞室侧壁上需要安装振动测试仪进行振动速度监测；对于要穿过两个已成型洞室的后行洞室，挖掘过程中要在两个已成型洞室的侧壁都安装测试仪。当实际挖掘中监测到的振动速度与先前理论设计时计算出的振动速度都小于每秒15厘米时，则钻爆作业已经达到小净距洞室群的钻爆标准；当实际振动速度相比理论计算振动速度更小时，则证明钻爆作业中采取的各种减震措施都得到了较好的效果。
结束语：在进行小净距洞室群开挖作业中，选用低爆速、低威力的炸药，控制雷管引爆间隔时间，炮泥堵塞炮眼提高炸药利用效率，选用光面爆破技术用中空孔眼进行减震，和台阶法循环挖掘等方式都能够有效的减少钻爆作业过程中产生的地震波振动效果，有效保证钻爆作业的施工安全和质量。
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论文作者:李冰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：作业论文; 炸药论文; 地震波论文; 隧道论文; 断面论文; 效果论文; 钻孔论文; 《基层建设》2018年第22期论文;