中建铁路投资建设集团有限公司 北京市 102601
摘要：随着城市轨道交通发展的越来越快，城市轨道交通施工周边的环境变的越来越复杂，如何降低隧道施工对周边环境的影响，保证周边建（构）筑物安全是隧道施工的重点[1]。本文结合工程实例，从新工艺入手，确保隧道施工周边环境的安全。
关键词：暗挖隧道；光面爆破；微差减震爆破；地面沉降
绪论
矿山法暗挖施工已经越来越多的应用于隧道施工中，矿山法采用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道，不可避免的对周边环境产生震动影响。因此降低爆破对周边环境的影响，对隧道施工至关重要。工程实际考虑采用光面爆破技术进行爆破作业降低环境影响[2]。
1.工程概况
1.1工程周边环境
本工程为某一隧道工程，该隧道位于主干道下侧，道路沿线存在大量的房屋住宅及各类管线。
根据勘察揭露地层情况，土层以人工填土、粘土为主，下伏基岩主要为奥陶系全风化灰岩、中风化灰岩。
本工点地下水类型分为填土中的上层滞水和基岩裂隙水。上层滞水赋存于杂填土及素填土内，主要受大气降水、居民生活用水排放及大气降水补给，水位动态变化较大，分布不连续，水量较小。基岩裂隙水主要赋存于奥陶系灰岩溶洞和裂隙中，受岩体破碎程度、节理裂隙发育程度及溶洞大小等控制，水量变化较大。
2.光面爆破
爆破开挖必须尽可能减轻对围岩的振动，充分发挥围岩的自承能力[3]。钻爆作业是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超挖、降低爆破振动、维护围岩自承能力的关键。采用光面爆破技术进行爆破作业，根据围岩情况，及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果，形成整齐准确的开挖断面，同时保证周边环境安全。
2.1爆破方式
微差减震爆破新技术能使炸药产生的能量尽量多的转换为破碎岩石，减少传给开挖范围以外岩石的能量，从而使开挖范围外的岩石引起的震动和损害最小，这样就可有效地保护围岩[4]。
2.2爆破器材选择
1）采用塑料导爆管非电毫秒雷管起爆，起爆系统采用导爆管传爆，以集束为主的混合联接引爆网路。
2）炸药采用乳化炸药。
3）采用楔形掏槽的形式；辅助孔、周边孔钻孔超深20cm，掏槽孔超深40cm。
4）采用乳化炸药，药卷直径Φ32mm和Φ22mm（周边孔光爆装药）。雷管选用脚线5m的毫秒导爆管雷管（段别：ms1、ms3、ms5、ms7、ms9、ms11、ms12、ms13），采用非电毫秒微差方式起爆。钻孔机具为手持式凿岩机和气腿式凿岩机，钻孔直径为42mm；手持式凿岩机用于竖井，气腿式凿岩机用于横通道。掏槽孔、辅助孔、周边孔均采用连续装药结构。所有装药炮孔采用炮泥堵塞。
2.3孔网参数设置
根据光面爆破的理论数据，取周边孔孔距E =（10～15）d，则炮孔间距E取50cm，周边孔沿开挖边线均匀布置。线装药密度q线= 0.1～0.15（kg/m）；不耦合系数为1.9。钻孔时，洞壁周边孔孔口边紧贴设计开挖边线，向外侧偏斜3～5°钻孔。与周边孔紧邻的一排辅助孔决定了周边孔最小抵抗线（W），一般要求W=（1～1.2）E =50～60cm，则W取60cm；周边孔、底孔孔距取50cm；辅助孔孔距取80cm、排距取60～70cm；掏槽孔距开挖断面下沿中心位置约210cm，孔距80cm具体孔网参数设置如下表所示。
为了保证后起爆的网路不被先起爆的破坏，采用孔内微差延期的起爆网路。如孔内依次采用ms1、ms3、ms5、ms7、ms9、ms11、ms13段别导爆管雷管延期，实现分步逐层起爆，从而控制起爆顺序，达到良好的爆破效果。每一层次的雷管采用簇连、即“大把抓”的方式连接，并在中心捆扎1发传爆雷管。各层次的传爆雷管再集中成簇，由电雷管或非电导爆管雷管激发，起爆网络图如图1所示。
3.爆破监测数据分析
3.1测点埋设
在离爆破区域最近处的需要监测敏感点建筑物或设施的混凝土地面上布设监测点，测点全部采用固定点，监测前传感器预埋件必须牢固地固定在测点处。监测时，起爆与测量仪器的同步电缆（一端连在掌子面起爆雷管上，另一端连在示波器上）实现。采用宽约150mm长约300mm角铁，水平固定一边于监测对象距爆破区较近位置,以便平稳放置仪器。
图2 爆破振动示意图
3.2爆破施工影响分析
待隧道爆破、支护完成后，根据现监测数据对隧道净空收敛、拱顶沉降、地面沉降、建筑物及管线沉降进行分析。
表3中可以看出，隧道施工过程中，隧道变形很小，同时隧道净空收敛每日变化最大量占日变化警戒值的17.6%~23，5%，隧道拱顶沉降每日变化最大量占日变化警戒值的15.7%，由此可知隧道施工采用微差减震爆破新技术能有效的减小爆破对隧道的影响。
对比各表变化速率可知，地面、建筑物、管线及隧道变形速率大幅度的减小，表明了在施工过程中根据围岩等级、监测数据，及时修正爆破参数，有效的减小了光面爆破施工对周边环境的影响。
4.结论
1）本工程中采用的光面爆破中的微差减震爆破新技术能有效的控制隧道施工对周边环境及隧道本身的影响，在复杂环境下能有效的保证施工安全。
2）根据隧道及周边环境变形情况及爆破效果，及时进行爆破参数的修正能进一步的减小施工带来的环境影响。
3）隧道施工过程中，加强周边建筑物及管线的监测、保护尤为重要。
参考文献
[1]程为.城市轨道交通的绿色发展之路[N].中国环境报,2013-07-26(002).
[2]王建秀,邹宝平,胡力绳. 隧道及地下工程光面爆破技术研究现状与展望[J].地下空间与工程学报,2013,9(04):800-807.
[3]何理,钟冬望,刘建程,朱宽,黄小武. 微差爆破试验及爆破振动能量的小波包分析[J]. 金属矿山,2014,(06):10-15.
[4]刘庆,康强,赵明生. 孔内微差爆破数值模拟及试验研究[J]. 矿业研究与开发,2013,33(03):108-110+121.
论文作者:徐亮,周坤,曹海龙,周旋,李淋淋
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/3
标签：隧道论文; 雷管论文; 光面论文; 围岩论文; 周边环境论文; 凿岩机论文; 钻孔论文; 《防护工程》2019年11期论文;