隧道爆破施工方案篇1
关键词繁华城区车站隧道微振爆破人防洞处理二次衬砌施工技术
1工程概况
临江门车站地处重庆市最繁华的解放碑地下,周边高楼林立,地下人防洞室星罗棋布,如图1所示,人防洞大部分位于车站隧道拱顶部位。由于曲线加宽及设备区的存在,车站隧道从小里程往大里程方向依次为四种衬砌断面型式:a、b、b1、c,其断面参数如表1所示:
表1断面型式参数表
隧道埋深在10m～14m之间,隧道所处地层为砂、泥岩互层,隧道拱部位于砂岩层,边墙及底部位于泥岩地层。岩层节理裂隙不甚发育,基岩裂隙水较少,但由于本区域工商业发达,自来水用量大,加之地下人防洞与车站隧道贯穿,地面降水及生活污水极易沿着人防洞流入隧道内。初期支护采用锚、喷、网、格栅钢构联合支护,二次衬砌采用80cm厚的钢筋砼。
图1车站隧道与周边建(构)筑物平面关系示意图2施工方案采用双侧壁导坑分台阶施工方案,如图2所示。分部开挖闭合,通过合理转换工序,将小洞扩为大洞。
图2双侧壁导坑施工方案图
施工步骤如下:
①开挖上部导洞1,施工该部初期支护ⅰ(锚、喷、网、格栅钢架)、临时中隔墙及其支护ⅰ、临时型钢横支撑ⅰ。
②对1部开挖后探明的人防洞进行处理,采用锚杆、喷射砼、回填砼及注浆等措施。
③所有的人防洞处理完成后,进行中部导洞2
的开挖,施工该部初期支护ⅱ、临时中隔墙及其支护ⅱ、临时型钢横支撑ⅱ。
④下部导洞3的开挖,施工该部初期支护ⅲ、临时中隔墙及其支护ⅲ。
⑤施工3部边墙基础及仰拱钢筋混凝土、综合接地。
⑥拆除临时中隔墙及其支护ⅰ、ⅱ、ⅲ。隧道拱部4环形开挖,施工该部初期支护ⅳ。
⑦核心土5的开挖。
⑧模板台车全断面二次衬砌砼6(衬砌砼与环形开挖4间距:12m～16m)。
⑨核心土7、8部开挖。
⑩仰拱钢筋砼及仰拱填充砼9(施工)。施工工艺流程见图3。
图3双侧壁导坑法施工工艺框图
3施工技术
3.1微振爆破施工技术由于车站隧道位于市中心繁华商业区,各种条件复杂,应将爆破震动控制到最低限度,以保证地表及建筑物的安全并少扰民。实现上述目的,爆破施工必须满足如下要求:
①根据设计文件要求,爆破对周围建筑物的爆破振动速度应控制在1.5～2.0cm/s;爆破冲击波、噪声等爆破公害控制在安全规程要求之内。
②爆破循环进尺、爆破单工序作业时间要满足总体进度要求。
③减小隧道周边围岩松动圈半径,保护好隧道与建筑物地下室之间的岩柱,确保建筑物的安全。
车站隧道采用双侧壁导洞预留核心土分部开挖爆破施工,导洞开挖后,进行隧道扩大的爆破,扩大开挖具有与露天台阶爆破类似的两个或两个以上临空面的条件。
爆破方案设计原则如下:
①以地面建筑物基础底面(或地面)至爆源中心距离r的安全控制半径,并以质点振动速度2cm/s(世贸大厦、时代广场1.5cm/s)作为控制标准,计算单段允许最大用药量,并进行试爆,取得合理的爆破参数。
②根据现场地质和施工条件,采用微台阶分部开挖,以创造更多的临空面,每部分又分多次爆破。过世贸中心及时代广场段的1部开挖分三次爆破成型,即掏槽区、扩槽区、周边光爆区;导洞2、3部开挖时在两侧各预留1m的光爆层,增加了爆源至周围地面建筑物基础底部(或地面)的距离。
③上导洞1部掏槽眼位尽量布置在开挖部位的底部靠核心土一侧。
④上导洞1部及拱部4部开挖断面周边眼均设置直径为50mm的减震空眼,以作为减振和光爆导向眼。
⑤其余部位爆破以松动爆破为主,控制爆破飞石对衬砌台车及衬砌混凝土表面的破坏。
⑥地面洞内均配合爆破振动监测,及时调整钻爆参数,满足环境及施工要求。3.2人防洞处理施工技术临江门车站隧道地下共有27条人防洞与车站隧道重合、平行、相交,人防洞位于隧道的拱部以上(1部),人防洞的处理关系着工程的成败,为了改善隧道围岩的受力状况,减小应力集中现象,人防洞应及早处理,其处理原则如下:
①处理时间:由地面能直接到达的部位,应在隧道开挖之前处理完毕;地面不能直接到达的部位,待隧道1部开挖之后2部开挖之前必须处理完毕。
②处理方案:侵占车站隧道的人防洞直接破除;与车站隧道的间距在5m以内的人防洞采用砼或片石砼回填密实;与车站隧道的间距在5～12m之间的人防洞采用锚喷支护;与车站隧道间距在12m以上的人防洞不做处理。
③处理效果检查:采用地质雷达超声波探测,回填砼之时已预留注浆孔,如探测出有空洞的部位,采用注浆回填密实。
3.3二次衬砌施工技术由于车站隧道衬砌断面超大,衬砌厚度较厚(80cm),且有4种断面型式,设计要求二次衬砌对围岩提供的支护力要及时,为此衬砌台车及衬砌混凝土施工采取如下对策:
①为了及时对围岩提供支护力,采用全断面衬砌一次成型;同时为减小二次衬砌与开挖之间的悬空距离,台车长度定为6m。
②为满足衬砌的不同断面型式要求,全断面衬砌台车要有通用性,为此采取台车拱架与台架可以分离的方案,拱架与台架之间采用铰接连接方式,四种断面共用一台台架,不同的断面型式采用不同的拱架。
③为确保衬砌台车的整体稳定性,除对台车本身的刚度和稳定性认真检算外,台车还采取了“骑跨式”方案,如图4所示。即衬砌施工时核心土保留,台车门架骑跨在核心土上,将台车门架的受力传递于核心土上。
图4模板台车衬砌混凝土施工方案图
施工技术要点
①边墙基础施工
在两侧导洞开挖及初期支护、临时支护施工完并达到设计规定的有关要求后,及时施工边墙基础的综合接地、防水层、钢筋、预埋件及砼浇筑,使初期支护拱脚及时得到约束。
②环形开挖4部掌子面与二次衬砌砼间距的确定
4部开挖后,车站隧道将形成大跨,为确保施工安全、同时为确保4部钻爆施工不损伤二次衬砌砼,4部掌子面与二次衬砌砼之间应有一适当距离,通过监测数据反分析可得出结论:其距离应控制在12～16m之间。
③模板台车定位及支撑加固
由于模板台车是跨骑在核心土上的,左右侧不能通视,为确保模板台车能准确就位,应做到:左右侧边墙上均标记模板台车就位的端头位置;一切行动听指挥,左右侧协调一致。
由于该模板台车跨度较大,且一次浇筑的砼量也大(达360m3),为确保施工安全,台车加固采取如下措施:
a.导洞侧的仰拱提前浇筑,台车行走用的钢轨铺在仰拱砼面上,使台车不整体下沉。
b.衬砌台车跨度大,通过增加用钢量来保证台车的刚度是不经济的。台车跨骑在核心土上的目的就是:通过可靠的传力构件,将台车承受的施工荷载传递给核心土,这样既节约了钢材,又能确保施工的安全。
④模筑砼浇注
采用两台输送泵左右侧同时浇筑砼,浇筑时两侧高差不得大于1.0m,当砼接近起拱线位置时,砼侧压力接近最大值,可适当放慢浇筑速度。
3.4监控量测技术
在繁华城区修建如此复杂的地下工程,监控量测是必不可少的。本工程主要开展了以下监测项目:
①爆破振速;
②围岩变形量测,含拱顶下沉及围岩收敛;
③钢支撑内力,含钢格栅、临时钢支撑内力;
④锚杆轴力;
⑤接触压力,含初期支护与围岩接触压力及初期支护与二次衬砌接触压力;
⑥砼内力,含喷射砼内力及模筑砼内力。
通过对监控量测的数据分析表明,爆破振速、围岩变形及各种构件的受力均在允许范围之内,这说明施工过程是安全的,施工方案是可行的。
4结束语
①临江门车站隧道从2000年8月开工,到2003年6月完成所有的土建工程施工,历时近三年,三年的施工中,始终坚持信息化施工,以监控量测信息检验方案的正确与否,随时调整各施工参数。由于所制定的施工方案正确,未发生一起安全事故。
②科学的施工技术和手段需要一支精干、高效、纪律严明、作风顽强的队伍来实现。本工程所以能取得成功,除有赖于先进的技术外,还得益于现场施工人员不折不扣的执行技术要求,按期保质地完成既定工作目标。工程技术含量越高、难度越大,越需要严格按技术要求操作。
③双侧壁导坑分部开挖施工方法具有对环境影响小、安全度高、适应地层广等优点,但该方法存在工序多,施工干扰大等缺点,在如何确保工期方面应有一套严密的施工组织措施。
(注:本文相关数据引自:
交通部重庆公路勘察设计研究院的《重庆轻轨一期工程临江门车站隧道施工图设计》、中铁隧道集团三处有限公司的《重庆轻轨一期工程临江门车站实施性施工组织设计》)
参考文献
隧道爆破施工方案篇2
关键词：隧道爆破；震动测试；研究
Abstract:basedonthetunnelconstructioninyuntaimountainasanexample,thetunnelblastingvibrationtestin-depthanalysisandresearch.
Keywords:tunnelblasting;Vibrationtesting;research
中图分类号：U615.6文献标识码：A文章编号：
爆破振动测试是隧道爆破施工的一个重要环节，进行测试在一方面可以保护人员的安全，另一方面还能保证建筑物的稳定。在通过爆破过程中，爆破的方法和参数会直接影响到爆破振动的强度，为了能够有效的避免出现安全事故，就必须进行爆破振动测试，从而保证施工的正常运行，给施工单位带来一定的经济利益。
隧道的建设随着我国经济的提高而在迅速的发展，而且隧道工程建设已经成为一种趋势，但是在建设隧道的先期需要进行爆破，因为爆破使建设隧道的第一道工序，爆破的成功与失败直接影响到隧道围岩的稳定性，以及关系到在后续进行工作当中的正常进行速度，所以，隧道爆破是隧道建设的重要部分。
从目前我国总体形势来看，能够有效地对隧道爆破围岩进行控制的方法只有进行爆破振动测试，通过相关实际操作得出的结论，能够充分的肯定，利用爆破振动测试，能够得到相应的准确数据，防止出现盲目爆破导致安全问题的发生。
一、近区爆破震动测试方案
云台山隧道在施工过程中，对隧道进行爆破振动测试，测试的方案如下图所示：
通过这种方法，对掌子面正上方的围岩和侧面的围岩进行振动测速，为了能够更加准确的得到相关的数据和资料，就需要测试隧道爆破近区的围岩振动情况，在云台山隧道的特殊条件下，掌子面近区的围岩振动速度大于常规传感器的量程，所以，就要制定更大量程的传感器，对云台山隧道进行测试采用了单向传感器，并且把每个传感器都制定60米的传输线。
二、隧道爆破方案及参数
云台山隧道采用全面的开挖方法，全断面炮眼布置如图所示：
二是掌子面正上方围岩振动规律研究，在对隧道爆破近区的中导洞进行计算振动速度过程中，首先要把每一段需要进行爆破的炸药量进行简化，并将简化的药量能够装进一个炮眼中。
3、对爆破振动测试的掌控
通过对云台山隧道的围岩进行爆破振动测试得出，在进行隧道爆破之前，有以下几个方面是需要进行考虑的：一是需要考虑隧道拱顶围岩的振动规律，通过爆破震动测试，能够看出隧道爆破近区震动规律相对比较稳定，但是同样需要考虑远区的振动规律，在两者的相比之下，形成准确性的数据，对隧道围岩的控制有着重要的意义。二是要考虑隧道掌子面各个方向围岩振动的规律，在掌子面的上方、后方、拱顶的振动规律都要进行充分的测试，特别是对上方的围岩要密切的关注，隧道上方是最容易出现问题的一个重要方面。三是要通过爆破振动测试了解小间距隧道在进行爆破施工过程中，可以通过对掌子面侧面围岩振动规律的测试采用有针对性的方法。
总结：
本文通过云台山隧道在爆破振动测试进行研究行和分析，为今后隧道工程建设给予一定帮助。就目前我国的形式来看，在进行隧道爆破振动测试中，主要还是采用电测的方法进行隧道的振动测试，这种方法主要原理是通过敏感元件在磁场中的相对运动，从而产生与振动成为一定比例关系的信号，并通过其内置传到装置传输到接受装置上，以便得到相应的数据资料。按照传感器所要测试物理量的程度，采用不同种类的传感器，使隧道爆破能够真正的在确保安全的前提条件下完成建设工作。
参考文献：
[1]傅洪贤,赵勇,谢晋水,侯永兵.隧道爆破近区爆破振动测试研究[J].岩石力学与工程学报,2011,(02)
[2]刘先锋,况龙川,孔凡林,杜清超.爆破震动安全判据评述[J].四川建筑科学研究,2010,(05).
[3]申玉生,高波,王志杰,孟凡君.复线隧道施工爆破对既有隧道结构的影响分析[J].地下空间与工程学报,2009,(05).
隧道爆破施工方案篇3
[关键词]浅埋隧洞爆破震动施工技术
中图分类号：TV542；TV554文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）14-0117-01
0引言
对于隧道的挖掘，现在最广泛使用的还是钻爆法，一开始这种方法是施工人员用手钻出小孔，放入弹药对山体进行逐个爆破，但随着技术的发展，现在基本上是用钻孔车钻孔，省去了多余的人力消耗，还可以更保障安全性，更提高工作的速度。刚开始从洞口开始挖的时候，岩壁上的碎岩石很多，经常会因为这个原因导致钻孔的偏压，洞口岩石的固定能力特别差，经常会掉落或者松动，这个地方的承受能力一般也不是很强，即使隧道形成后，两端的开口处也很容易变形。如果再加上在参数测量时得到的结果偏差大，造成爆破时采取的参数出现误差，就很有可能会造成隧道坍塌甚至影响隧道周围的建筑等的事故。所以，要选择好的施工技术是非常重要的，从头到尾的检测爆破的振动规律，做好对振动的控制，对现实中的爆破技术是有长远的意义的。
1隧道掘进爆破与振动监测
1.1隧道掘进爆破
衮天沟隧道围岩以全风化-强风化粗粒花岗岩为主，局部为细粒花岗岩，围岩级别为Ⅳ级、Ⅴ级，且隧道出口毗邻八达岭风景区停车场、商铺等（距离40～50m），环境复杂。综合现场施工环境以及围岩条件，隧道掘进采用楔形掏槽方式、三台阶法施工，台阶长度控制在15m左右，循环进尺控制在1.0～1.5m左右；隧道浅埋段及进出口段，掘进循环进尺控制在0.7～1.2m。隧道浅埋段（特别是出口段）掘进严格遵循“短进尺，弱爆破，勤量测，早封闭”的原则，同时辅以光面爆破控制超欠挖，合理选取布孔参数和毫秒延时起爆时间，可以有效控制爆破振动对围岩、衬砌结构以及周边环境的影响。对于隧道出口为Ⅴ级围岩，炮孔直径42mm，掏槽孔孔深为1.5m，其他孔孔深为1.2m。
1.2爆破振动监测
1.2.1爆破振动测试方案
爆破振动的测试主要是为了防止周围的建筑因为爆破的方式或者参数不正确而导致的对周围环境造成危害。一般在挖掘的隧道附近都是景点比较多，所以这种地段的停车场以及小商贩会是要测试的重点，选取停车场不同区域的位置，小商贩具有代表性的位置，以及洞口的两端作为测试点，在隧道的上端也切取小孔作为测试点，观察各个测试带你在爆破时的振动参数，若有危险就要及时做调整。
1.2.2监测结果
布置好检测的测试点后，检测结果会在短时间的检测后显示出来，根据测点的距离不同，可以计算出振动的频率大小以及传播方向和规律，检测结果是所有施工人员都比较在意的，因为如果检测结果证明可以实施工程爆破，那么在工期的限定以及地质条件的影响下，施工工作可以尽快的进行；但是如果施检测结果证明爆破的方式不适合当地的地质条件，那么就要抓紧时间对工程的设计等做出整改，并反复进行爆破检测，直到不会影响周围建筑的检测结果出现。
2浅埋隧道爆破控制技术
钻爆法在爆破法中已经成为了让人们都认可的办法，既是一种技术性较高的方法，还可以节约很多不必要的资源耗费。但是即使是利用钻爆法进行爆破，对周围建筑和居民来说也会造成一定的影响，下面是在实施爆破技术时应该做控制的几个方面行业措施：
（1）精细爆破设计。爆破的方式有很多，最常用的钻爆法的仪器也有很多，根据施工地点的具体地形，周围环境以及施工的期限，还有爆破仪器会造成的潜在的危害，选择性的使用爆破仪器，对于地势环境等的因素较为复杂时，应该采取更高规格的仪器，破坏力小的仪器实施爆破工程，在使用爆破仪器之前，对爆破的地点做精心的设计和研究，使用适合的仪器才能提高爆破的效果。
（2）信息化施工。信息化施工充分利用了计算机的敏感性以及对地段的精准分析，施工过程中在对爆破的过程做好精细的分析后，需要用计算机精密仪器，对所要爆破的位置进行精密探测，包括这个地带的岩体自身的稳定性，可接受的爆破振动程度等等。信息化施工不仅可以在爆破的试点起到重要作用，在爆破可能会涉及到的周边的范围都可以相应的进行检测，根据精密仪器的探测数据，对周围景区、停车场以及景区外的小商贩由于爆破而可能会引起破坏的范围都可以经过计算机的精密测量得出更精密的结果。信息化施工以新奥法为前提，在施工过程中可以充分发挥围岩的自稳作用。监控量测（包括位移、应力、应变以及爆破振动等）是信息化施工的一个重要方面，通过及时获取围岩和支护结构受力与变形的动态信息，结合反分析技术，可对隧道稳定性进行预测评价，进而进行决策和工程措施的选择。
（3）爆破参数优化。爆破参数在爆破过程中是最重要的一部分，准确的爆破参数能够为爆破工作带来方便和高效率，但错误的参数却能够导致工程的延误甚至是工程的坍塌，在施工前对岩体的质量，施工方位，以及可能会施工的位置，需要的爆破弹药含量等都要做一个估算，不仅仅是要确保爆破的结果，更要确保周围环境和居民的安全。此外，爆破肯定会造成附近岩体的振动，爆破后还要对周围的岩体做测量观察，检测出是否会因为爆破工作的振动，其他岩体出现滑坡或地表下沉等。在对周围的地表和岩体做了全面的测量以及观察后，根据变化得出的结果，对之前测量到的参数做合适的调整，使爆破后的参数更加精准，有利于下一次爆破的实施，同时探测隧道内最敏感薄弱的爆破点，做到尽量小的损坏岩体就能取得更理想的结果。
（4）预加固措施。隧道洞口段、浅埋（偏压）段，地质条件复杂，施工时极易造成洞口边坡、围岩的失稳破坏，同时，钻爆法施工产生的地震效应对围岩的稳定影响极大。采用预加固措施（如小导管超前支护、松散地表注浆加固等），可以达到改善围岩应力状态的目的，同时结合隧道施工方案选择以及控制爆破技术等，可以有效控制围岩或各类结构的变形和破坏，确保隧道施工的安全。
①采用三台阶法施工，可以有效控制爆破振动对浅埋隧道围岩、衬砌结构以及周边复杂环境的影响；
②地表监测点主振频率随着距离的增加而减少的趋势并不明显；因反射应力波的作用，爆破振动对钢筋混凝土套拱结构影响显著；
③回归分析出隧道出口南侧地表振动速度衰减规律为V=9682（3Q/R）2.942，以此可以有效控制隧道爆破对毗邻复杂环境的破坏；
④采用精细爆破设计、信息化施工、爆破参数优化和预加固措施等综合控制技术措施，可确保浅埋隧道爆破施工质量和安全。
3结语
修路过程中遇到山体是最让施工人员头疼的一件事，因为遇到了山体就要对其实施相对应路断的爆破，爆破过程给人员带来的危险性是无法预料的，因此，必须在没有发生时做好准备，做好爆破的检测工作，及时控制因为爆破振动而发生的山体滑坡等会给施工人员生命安全带来威胁的因素。
隧道爆破施工方案篇4
关键词:地铁区间，重叠隧道，爆破施工
Abstract:thesubwayintervaltunnelnearlymeetconstructiondomesticoverlapuntrue,buttheblastingconstructionwhichisfirst,combiningwiththeprojectexamples,theconstructiontechniqueforthetunnelblastingmethodappliedoverlap,andgivescorrespondingtreatmentmeasuresandcanbeusedasareferenceforthesimilarprojectsinfuture.
Keywords:thesubwayinterval,overlappingtunnel,blastingconstruction
中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：
1引言
大连地铁203标段兴工街站至西安路站区间位于大连市沙河口区西安路、天兴罗斯福大厦前路段，地形较平坦，整体上看北高南低，地面高程11.94-14.05m。该路段为商业街，两侧建筑物密集，地下管线错综复杂，往来车辆速度快、密度大，人流密集。本场地地下水按赋存条件主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，区间隧道洞身处于地下水水位以下，叠落区间围岩拱顶、边墙、隧底均为：中风化钙质板岩、中风化辉绿岩，岩体较破碎，围岩级别为Ⅳ级。
由于西安路站为平行换乘站，因此，进站区间隧道采用上下重叠的方式与车站相连。上层隧道采用矿山法施工，下层隧道采用盾构法施工，目前下洞盾构区间已经贯通，上洞隧道后行施工，重叠隧道近接距离为上、下行区间外侧轮廓线净距变化范围左线从2.83m渐变至4.46m；右线从0.71m渐变至3.43m。如图1、图2所示、图3、图4所示。
2施工风险及对策研究
2.1施工风险分析
隧道叠落段位于西安路下，埋深20m，隧道顶部覆盖层较厚，根据已有施工经验，上导洞施工不会对地面产生较大影响。主要是由于重叠隧道上下洞之间大部分外轮廓间距较小，钻爆法暗挖施工过程中可能由于爆破震动、土压卸载等原因造成对下行既有盾构隧道的结构破坏、管片脱落及裂缝、隧道漏水、不均匀沉降等不良影响，因此，研究的对策主要是针对既有结构超小净距（最小净距0.7m）近接施工的情况下，通过优化施工工序、减少爆破振动、对下洞盾构区间采取保护措施以及加强监控量测等方面入手，最大限度地减小爆破施工对既有盾构区间的影响。
2.2对策研究
地铁区间重叠隧道近接施工国内已有先例，但采用爆破施工尚属首次，本工程现状工程下洞采用盾构法已经现行施工完成，后行爆破施工的区间隧道在已施工完成的盾构区间的上方，属近接上穿既有结构物的暗挖施工，钻爆法施工间距逐渐接近已完的盾构区间，必须提前界定不同影响程度的里程桩号，分别给出相应的控制措施。
研究正确的施工工序和开挖方法、加强监控量测、严格控制爆破振速、以及采取有效措施对下导洞进行加固保护等是本项目研究的重点。
3施工技术方案
3.1施工工序及开挖方法
标准地铁区间外轮廓为6.3X6.5m马蹄形隧道，施工中采用台阶法开挖，因此左右线上台阶距盾构区间结构净距约4~8m，这个施工净距接近于正常状态下的隧道暗挖净距，因此，在严格控制爆破程序情况下，按照“管超前，严注浆；短进尺，弱爆破，强支护；快封闭，勤测量”的十八字方针正常施工，完全可以满足结构安全要求。
下台阶的施工根据情况划分段落，由于下台阶与盾构结构相距太近，按照萨道夫斯基公式计算爆破振速来评价对近接结构影响已不适用，根据实践经验确定净距大于2.5m的下台阶作为一个处理措施单元；净距在0.7~2.5m的下台阶作为另一个处理措施单元。对于下台阶净距大于2.5m的段落，属于小净距开挖，需要采取特殊爆破措施，施工过程中加强对既有盾构区间的加固与保护；对于净距在0.7~2.5m的下台阶，爆破振速呈几何级数增长，不宜采用爆破法施工。根据以上原则，该段落各段施工方案如下：
1、左、右线上台阶爆源（掏槽孔位置）距盾构区间结构净距均大于4m，在严格按照十八字方针条件下正常施工。
2、左线下台阶，爆源（掏槽孔位置）距盾构区间结构净距为2.83m~4.45m，可进行爆破作业，但必须采用特殊处理措施，降低爆破振速，减轻爆破震动对既有盾构区间的影响，同时对既有盾构区间采用有效的保护措施。
3、右线下台阶，爆源（掏槽孔位置）距盾构区间结构净距为0.71m~3.43m，距离过近，不适宜爆破施工作业，建议用非爆破法开挖。目前非爆破法开挖主要有人工开挖、静态爆破和单臂掘进机等，目前这三种方法本工程中均有使用，技术比较成熟，实际采用时刻根据工期、造价、施工人员准备等方面综合考虑进行比选。
3.2叠落区间爆破方案
根据已确定叠落段施工工序，上行区间隧道采取台阶法分部开挖，台阶的长度在1~1.5洞径左右。上台阶爆破总体采取光面爆破的施工工艺，导爆管段位依掏槽眼、辅助眼、周边眼的次序由低到高，确保爆破的充分性及有效性，这样爆破后有利于形成光洁圆滑的岩面。上台阶爆破采用常规爆破方案，这里不再赘述。
根据“早成环”的原则，下台阶应及时跟进，如前所述，左线下台阶需采用特殊控制的爆破方法进行分层爆破开挖，即将下导分为两层进行开挖。层1按正常爆破开挖，一次性爆破面积较小，降低一次爆破用药量。层2可视围岩情况采取人工开挖或再次弱爆破施工。这项措施虽然实施较复杂，但理论上延长了爆破作用距离，减少了一次爆破总装药量，这就有利于降低爆破质点振速，减低上行区间爆破作业对下行区间不良影响，起到了一定的保护作用。下台阶孔网及装药参数如表1所示。炮孔布置如图5所示。
为了最大程度的降低爆破震动对下层围岩的不良影响，对常规爆破参数采用以下改良措施。
1）改良炸药性质。现行爆破施工采用的是Φ32mm的粉质乳化药卷，单卷质量为0.15kg，考虑到小净距、弱爆破的要求，可以采用更小直径的药卷，降低单卷药量。
2）优化孔网参数。适当合理的加密炮孔布置，同样能达到减少用药量的目的。将上导掏槽孔上移，延长爆破作用距离，降低爆破作用影响。
3）增加导爆管段位。导爆管数量的增加有利于孔外微差、分段起爆，降低一次性同时起爆的炸药量，同样达到预期的爆破效果。
隧道爆破施工方案篇5
【关键词】爆破；荷载；双洞大跨隧道；影响
一、引言
随着我国公路建设的快速发展，隧道开挖日益增多，规模也在不断增大，隧道从以往单一的双车道单洞隧道到如今的上下线分离的多车道大跨公路隧道。随着隧道向大跨断面方向的发展，跨度越来越大，使得隧道周边围岩的受力情况发生了不同程度的改变，尤其是小间距大跨公路隧道之间的相互作用，这就给隧道的稳定性和布置带来了巨大挑战。目前公路隧道在开挖过程中，通常都会采用爆破法进行施工，而这种爆破荷载对周边围岩以及相邻隧道的稳定性具有明显影响。而在爆破荷载作用下，不同的岩体质量影响程度也是有所区别的，因此在进行爆破施工时，要从相邻隧道的诸多因素方面考虑。
二、模型参数与加载条件
1、模型的材料参数
将隧道周边围岩当作各向同性的石灰岩层，那么它的材料常数具体为表1所示。
表1模型围岩材料常数
2、模型边界条件
在分析模型特征值的过程中，通过使用弹性边界来作为模型的边界条件，按照道路设计的标准规范的地基反数系数求得相应的弹性系数。
当地基反数为竖直方向时，计算公式为：
当地基反数为水平方向时，计算公式为：
式中，Av表示地基竖直方向的截面积，Ah表示水平方向的截面积，Eo表示弹性系数，α的取值为1.0，模型的大小为200m×50m×150m，其它常数的具体取值见表2。
表2模型参数计算
3、爆破荷载时程函数
在通常情况下，隧道都是利用微差爆破的方法进行施工，在该模型的Ⅲ类围岩中，使用全断面进行开挖，在这里使用的时程荷载函数如下：
P（t）=6.75×（-1.000013）×103×（e-3677.22t-e2333.686t）
爆破荷载作用在距离开挖洞口的12～14m处的进口断面上，它的变化情况如图1所示。
图1爆破荷载时程变化曲线
三、建立模型
图2隧道断面尺寸及隧道相对位置布置图
小近距大跨公路隧道在爆破荷载的作用下，通过利用MidasGTS有限元软件对它们之间的相互影响进行了分析，公路隧道的断面大小为11.9m×22.1m，而与它相对应的位置布置情况见图2。
在分析三维模型的过程中，由于会受到围岩和爆破荷载的共同作用，因此对大跨公路双洞隧道在错位、水平和垂直的布置下的相互影响情况都进行了震速时程的分析。爆破荷载作用在洞口里的12～14m的断面上，可以更好的对隧道中震速和位移的变化规律进行分析。
四、数值模拟结果分析
1、双洞隧道处于水平布置
当两个隧道处于水平布置的情况下，公路隧道周边围岩在爆破荷载的作用下，岩体初期支护上的位移和震速变化情况见图3。根据分析可以发现，围岩的位移和震速峰值最先在爆破隧道的爆破区内发生较大的变化，由于在该模型中没有对仰拱进行分析，使得隧道底部围岩的位移和震速发生的变化相对较大，其次在隧道的拱顶位置发生变化，然后顺着施工隧道洞口方向发生变化，最后再对相邻隧道产生影响。
图3爆破隧道断面围岩位移和震速变化时程图
根据相邻隧道震速时程的变化情况可以得出，相较于沿隧道轴线方向的隧道速度，平行于隧道断面的震动速度要更加大，这种变化趋势与实际情况基本相同。震速在相邻隧道的边墙处变化最大，最大值约为1.5m/s，并顺着水平方向变化，然后在拱脚位置，拱顶位置变化最小，同时，初期支护应力的时程变化情况也基本吻合。因此在进行爆破施工时，很容易使得相邻隧道初期支护在边脚位置产生拉裂裂缝，所以这就需要在施工过程中要随时对其进行监控，实时了解和掌握隧道支护的变化情况。
2、双洞隧道处于错位布置
当两个隧道的位置处于垂直面上的错位布置的情况下，隧道开挖的先后顺序不同，其爆破震动的影响也是有所区别的。
一是先对上行隧道进行开挖，这时在爆破荷载的作用下，对隧道初期支护的时程变化情况如图4所示。通过分析可以发现，隧道处于错位布置的情况下进行施工时，如果先对上行隧道进行施工，再进行下行隧道的施工，那么对先施工隧道的初期支护造成的影响相对较小，并且这时离下行隧道较近的拱脚位置发生的震动速度为最大，然后再是垂直方向，顺着隧道轴线方向逐渐变小。震动速度变化最小的位置在拱顶处。因此这时在进行下行隧道的施工时，需要对隧道的拱脚位置的位移和受力情况进行实施观测，并且对其进行相应的加固处理，避免对隧道的初期支护造成破坏。
图4相邻上行隧道初期支护震速时程变化图
图5相邻下行隧道初期支护震速时程变化图
二是先对下行隧道进行开挖。这时在爆破荷载的作用下，对隧道初期支护的时程变化情况如图5所示。根据分析可以得出，在进行上行隧道的开挖时，邻近隧道衬砌的边墙位置是震速变化最大的部位，并且各个方向的震速分布情况也相对均匀，相较于先对上行隧道的开挖，其初期支护的最大震动情况要更加小，因此在进行隧道的施工时，最好先对下行隧道进行开挖，这样更能保证隧道的稳定性。
3、双洞隧道处于垂直布置
两个隧道的位置处于垂直布置的情况下，上下行隧道开挖的先后顺序不同的条件下，围岩和衬砌的位移及震动也有所不同。
一是先对上行隧道进行施工。在这种情况下进行爆破施工后，对隧道初期支护的时程变化情况如图6所示。最先在下行隧道的底部位置发生最大震动，接着再是隧道的拱顶位置。由于围岩震速在上下隧道之间的衰减比较弱，使得其很难具有稳定性。因此隧道在垂直布置的施工当中，需要随时对上下隧道间进行检测，并做必要的加固处理，以此来确保隧道的稳定性。另外，再进行下行隧道的爆破施工时，这时震速在下行隧道初期支护的拱顶位置变化最大，它的震动方向为竖直向上。而在上行隧道，震速在拱脚位置最大。虽然这种情况没有考虑仰拱，但主要原因是由于在进行隧道的上下行布置时，隧道间的围岩比较薄，使得其稳定性不高。因此这就需要在中间隔墙的位置进行加固处理，确保施工的安全性和隧道的稳定性。
图6隧道初期支护震速时程变化图
二是先对下行隧道进行施工。这种情况下进行爆破施工，对隧道初期支护的时程变化情况如图7所示。上下隧道间围岩的震动位移发生最大变化，并且顺着隧道开挖方向震动。当下行隧道的施工完成后，再对上行隧道进行施工，这种开挖方式的最大支护震速相较于前者的开挖方式，震速要更加的大，也就使得隧道间的围岩更加不稳定，因此，在一般情况下如果进行垂直隧道的开挖，最好先对上行隧道进行开挖，这样更能保证隧道的稳定性。
图7隧道初期支护震速时程变化图
五、总结
在公路隧道施工中，爆破施工是破岩常用的一种施工手段，而在爆破过程中，对周边围岩和相邻隧道或多或少都会造成影响，这就要求研究更好的隧道控制爆破技术及方案，确保隧道的稳定性。本文在爆破荷载的作用下，对不同位置的空间布置隧道的震动情况进行了研究分析，确保双洞在不同布置的状况下能够选择合适的施工方案，以此保证隧道的稳定性。
参考文献：
[1]晏莉.并行隧道施工相互影响分析及应用研究[D].中南大学，2008.
[2]黄丹.浅埋、大跨隧道的控制爆破技术和控制爆破方案研究[D].重庆交通大学，2012.
隧道爆破施工方案篇6
论文摘要：本文首先分析了千枚岩地质条件下的爆破方案选择；其次，从掏槽、周边眼间距、装药结构及药量等方面介绍爆破方案；第三部分论述爆破地震效应措施，最后阐述爆破效果。
千枚岩是一种显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。千枚岩典型的矿物组合主要有绿泥石、石英和绢云母，有的还含有少量的长石以及碳质和铁质等物质。有些千枚岩中还少量的含有方解石、雏晶黑云母以及黑硬绿泥石或锰铝榴石等类型的变斑晶。一般的千枚岩表现为细粒鳞片变晶结构，粒度一般也都小于0.1毫米，在片理面上常有小皱纹构造出现。千枚岩的原岩一般为黏土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩，是低级区域变质作用的产物，其岩石强度一般较差。钻爆法是隧道施工中较为常用的方法，其中光面爆破是关键。千枚岩地质条件比较特殊，其岩石强度差，岩石破碎，饱和单轴抗压强度低，所以，研究通过光面爆破技术使此类岩石爆破参数得以优化，减轻爆破给岩石造成的影响，确保隧道轮廓的完整，具有重要的现实意义。
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。
1.确定爆破方案
在千枚岩地质条件下，一般采取台阶法开挖方式，具体方法是：在超前于洞身拱部三到五米的地方起挖，为新奥法施工提供平台，其次，洞身下半部与洞身拱部同时开挖，并同时进行锚喷支护。
所用到的周边切缝药包岩石定向断裂爆破技术的优势有：首先，炮孔药量较少，爆破给周围岩石的破坏性降低；其次，可以控制爆破成型，使爆破给围岩造成的影响减小；最后，减少炮孔数量，是炸药爆破能量利用率提高。
2.爆破方案
2.1掏槽方式及间距的确定
在隧道开挖爆破中，掏槽爆破一直是一项比较关键的爆破技术，掏槽爆破的主要作用是掘进。其目的是在只有一个临空面的条件下，首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴，然后通过槽穴进行爆破。因此，从这个角度来看，这个槽穴也是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽方式以及间距的确定就显得尤为重要了。一般来说，隧道爆破掘进中常用的掏槽方法有三种，分别是斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。斜眼掏槽适用干各类岩石，一般而言，炮服与工作面夹角通常为55度到70度，这个夹角会随着岩石坚硬程度的提升而变小，每个掏槽眼间距一般去3到5分米，并且随着岩石坚硬度的提高，间距的取值也越小夹角越小；直眼掏槽一般是设置空眼作为自由面，然后依次起爆临近空眼的炮孔，逐步扩大，待扩大到400~800mm时，即为辅助眼形成了足够的自由面。混合掏槽其实就是直眼和斜眼掏槽混合布置，在实质上还是直眼掏槽，只是在扩大槽孔时采用斜眼。结合千枚岩的地质条件，千枚岩地层隧道的围岩宜采用混合掏槽。对于掏槽眼来说，一般的地质条件下可以采用大间距的楔形掏槽，这种掏槽对口掏槽眼距可以达到5m左右，能够起到少钻眼，少装药以及加快施工进度的目的。但是，在千枚岩地质条件下，采用大间距的爆破效果往往很难保证，因此，可以适当的减小楔形掏槽眼间距，一般的，v级千枚岩地层掏槽眼间距可以确定为3米。
2.2周边眼间距和周边眼最小抵抗线的选择
实际上，周边眼间距和周边眼最小抵抗线并没有一个确定的量。它们的选择是要根据千枚岩本身的抗爆性、采用的炸药性能以及炮眼直径和装药量而定的。在一般的情况之下，周边眼的间距应该要小于其它炮眼的间距，周边眼的最小抵抗线也要相应地减小。通过长期实践的总结，一般周边眼间距可以取e=320到720毫米，最小抵抗线可以取w=500到800毫米。从减小爆破产生的振动效应,降低对周边围岩的破坏和减少爆破引起的围岩稳定性出发,采用了周边切缝药包岩石定向断裂爆破技术,根据隧道层状岩体相似模拟爆破试验和现场爆破地震动测试,进行了千枚岩地段的爆破参数设计,并结合爆破数值模拟,提出了相应的减震措施,从而达到隧道后期安全快速施工的目的,并为类似工程爆破施工提供了较好的借鉴。
2.3装药结构
千枚岩地质条件下的隧道爆破施工还要注意装药结构，装药结构是炮孔内装药的安置方式，装药结构对爆破效果的影响很大，一般的装药结构方式有耦合装药、不耦合装药、连续装药以及间隔装药这几种。往往不同的装药结构产生的爆炸效果也会截然不同，为了获取良好的爆破效果，就需要根据实际的炮孔所在位置以及每个炮孔所起的作用合理选择装药结构。
一般的，在选择装药结构时，应尽可能的通过装药的结构使炮孔全长范围内岩石受到的爆炸载荷趋于合理均匀，在此前提下，还要尽可能的保证装药结构的可施行性，不能由于太过于复杂而不能施行。经过长期的实践，我们发现在千枚岩地质条件下，炮孔直径与切缝管内药卷直径的比值，在1.5到2.0之间可能效果要好一点。
3.爆破地震效应措施
通过对千枚岩地层的岩石结构和具体的其他地质条件的分析，并结合以往的千枚岩爆破经验，可以得知在千枚岩地质条件下的隧道爆破施工中，爆炸的应力波对岩石的破坏作用主要集中在保障的周围较近地区，并且对掩饰的损失也主要是体现在对岩石的力学性能恶化完整性损伤方面。从爆炸的振动幅度来看，对千枚岩进行爆破时，往往最大的振动速度都是出现在爆破拱顶垂直方向和起拱处的水平方向上，因此，我们认为爆破时的拱顶周边的围岩可以确定为最容易发生破坏的区域。同时，爆破具有一定的对称性，一般可以考虑在设计爆破时依照中线进行对称的布置。
4.爆破效果
通过对千枚岩地段隧道的掘进开挖爆破效果及其影响因素的分析，利用现有定向断裂爆破技术，通过合理的设计爆破隧道周边部位的钻眼，同时选取合适的炸药品种以及装药结构，在适宜的掏槽形式下，基本上能够达到预期的爆破目的。千枚岩在爆破之后，基本上能够较为完全的分成两个部分，而且炮孔壁也只是在计划预定的方向和位置出线了一定的裂缝，其他区域则完全没有宏观破坏的出现，后方岩石则出现了较多的裂缝，达到了爆破的目的。另外要注意下爆破中的山岭隧道施工钻爆法，这种岩石的爆破中其关键技术是光面爆破。而千枚岩软质岩类是隧道施工经常遇到的围岩,此类围岩岩石呈千枚状、片状构造,鳞片变晶结构,主要矿物成份为绢云母、石英、绿泥石等。
在工程的减小爆破产生的震动时，要注意降低对周边岩石的破坏，这样才能够增加周围岩石的稳定性，目前最多的是采用周边切缝药包岩石定向断裂爆破技术，这对于隧道爆破来说是一种较好的技术选择。
参考文献：
[1]翟学东.乌鞘岭隧道大台深竖井千枚岩地层钻爆设计及施工.隧道建设,2008,28(2).
[2]张应立.工程爆破实用技术冶金工业出版社,2005
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