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摘要:两江隧道即连接嘉陵江与长江的渝中连接隧道。要在密集的建筑物下进行隧道爆破施工,只有采用微震控制爆破技术才能使地表建筑物免受爆破震动的损坏。
隧道爆破采用微震控制爆破,通过控制炸药单耗实现降低爆破震动强度,减少对爆破施工区段建筑物的影响,拱部采用光面爆破,墙部采用预裂爆破,核心掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术,以尽可能减轻对围岩扰动,充分利用围岩自有强度维持隧道的稳定性,有效地控制地表沉降,控制隧道围岩的超欠挖,达到良好的轮廓成型。
关键字:隧道开挖;光面爆破;预裂爆破
Abstract: the tunnel is connected to the Changjiang River and the Jialing River in Yuzhong tunnel. To the tunnel blasting construction in dense buildings, only the use of microseismic control blasting technology to make the surface buildings from damage by blasting vibration.
Microseismic controlled blasting with blasting in tunnel, through the control of explosive consumption can reduce the intensity of blasting vibration, reduce the influence of blasting construction section of the building, the arch with smooth blasting, the wall of the pre-splitting blasting, controlled blasting technology core cut by throwing blasting, as much as possible to reduce the disturbance of surrounding rock stability of surrounding rock, make full use of its own maintain the strength of the tunnel, effectively control the surface settlement, the overbreak control of tunnel surrounding rock, achieve profile forming good.
Keywords: tunnel excavation; blasting; blasting
中图分类号: O643.2+23 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
0前言
城市隧道广泛应用于城市轨道交通和城市道路交通中,它具有对地面交通干扰小,可充分利用地下空间的特点;但由于城市隧道位于城区,不可避免地需穿越既有地面结构物和构筑物,爆破施工产生的振动和噪声会给附近居民的生活造成很大影响,同时也会给施工造成不必要的麻烦。因此,为了将隧道施工对周边环境的影响降到最低,建议隧道在不同地段根据不同的边界条件采用非爆破法或控制爆破法施工。
1工程概况
重庆千厮门大桥工程渝中连接隧道全段均位于渝中半岛内,南接东水门大桥,向西下穿陕西路、重庆轮船总公司、重庆市第一人民医院、道门口农贸市场、中国农业银行重庆市分行、新华路,拐向北西下穿筷子街、市消防一支队、民族路、重庆市中医院、嘉陵江索道楼、沧白路,终点与拟建千厮门大桥连接。
隧道设计行车速度40km/小时,为双向4车道城市隧道,隧道左右线均为曲线隧道,隧道洞口段连拱隧道、洞身段为小净距隧道。隧道洞身结构分明挖段和暗挖段。
2工程地质和水文地质
根据调查分析,拟建工程场地地貌单元分别为:长江冲积阶地地貌和构造剥蚀浅丘地貌。K13+785~K13+980段属长江冲积阶地地貌,其他场地属构造剥蚀浅丘地貌。经地面地质调查和钻孔揭示,勘察区出露的地层由上而下依次为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、残坡积层(Q4el+dl)、冲积层(Q4al)及侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)沉积岩层。
3 爆破实施
3.1最大段允许装药量计算
为减少爆破对附近建筑物的震动与空气冲击波的影响,通过控制最大一段装药量,降低爆破震动速度值和空气冲击波的峰压值达到基准值要求。同时通过爆破震动监测,不断优化爆破设计,将爆破震动影响降至最低,以确保地面建筑物的安全。
最大分段装药量可以按萨道夫斯基公式进行计算:
式中:Q: 最大一段装药量, ;
R: 爆心距,m;
V: 爆破安全震动速度值,cm/s
K、a: 与岩石性质、地质条件、爆破规模等综合因素有关的系数。
3.2爆破器材
考虑地下水影响及实际地质条件和地理环境,采用标准化乳化油炸药中32 ,300 mm长,每卷200g,周边眼爆破采用专用光爆炸药,雷管采用非电毫秒雷管。
3.3装药装置
周边眼采用不祸合装药结构,辅助眼采用耦合装药结构。
3.4起爆方式
采用非电起爆方式,高段位分段微差控制爆破技术(12段一3段,分段)。点燃导火索,引爆火雷管,传至导爆管,再引爆毫秒雷管,最后起爆炸药,共分3次起爆。
4本次施工采用的降低爆破振动的技术措施
4. 1降低循环进尺减展爆破技术
通过降低循环进尺来降低最大一段装药量,同时减小洞内围岩的夹制作用。从而降低爆破震动速度。
4. 2孔内分段微差减展爆破技术
装药孔可以采用间隔装药,分为两层,中间用砂土或炮泥隔开,孔内分段微差爆破,炮孔装药结构和分段起爆。
4. 3预切割(或预裂)减展爆破技术
在隧洞周边,采用密集钻孔间隔装药(两个装药孔中间的孔不装药,为空孔,主要起切缝导向的作用)预先爆破形成切割缝的控制爆破技术。由于导向空孔的存在,切割爆破时可以单孔起爆。该方法可以将缝内爆破振动速度降低30%左右。
5震动监测
通过监测,掌握爆破对已施工支护结构及地表建筑物的影响程度。测点分别设在拱顶及拱脚以下1 m处,洞内监测时,测点距掌子面的距离一般以爆破后飞石不损坏测点为原则。洞外监测时,所测均为隧道附近建筑物上通过监测能真实反映其震动情况的地方。本站附近较重要和需保护的建筑物,每处布置八个测点。监测前,将传感器编号固定在规定的测振仪中,并配合固定的振子,然后在标定振动台上进行标定,作出振子跳高和速度的标定曲线。传感器、放大器槽路和振子在监测中不得互换,以提高量测精度。每隔一段时间后,要重新对该系统进行标定,检查其是否发生变化,以便修正。抗震性能越强,防干扰性能越好,量测数据就越精确、稳定。当掌子面爆破后得到记录曲线,量取曲线中最大震幅,由标定曲线可得出最大震速,要求最大震速不得超过2m/s。
6爆破实际效果
采用微震控爆技术,周边轮廓尺寸符合设计要求,超欠挖控制在10㎝以内,炮孔利用率达96% ,虽然围岩软弱,但光爆半孔率仍达70%以上,地表测得的最大质点震速为0.949 mm/s,洞内初期支护无开裂变形,地下管线完好无损,顺利地完成该区段的隧道施工。
参考文献:
郑炳旭,王炳旭,李萍丰.建设工程台阶爆破【M】.冶金工业出版社,2005.
王玉松.富水地段浅埋暗挖地铁隧道施工技术研究【J】.铁道标准设计,2003(12).
叶元寿,沈大文,黄维进.深孔爆破震动的观测与分析【J】.
冯叔瑜.城市控制爆破【M】.2版.北京:中国铁道出版社,1996
孟吉复.爆破测试技术【M】.1992.
娄德兰.导爆管起爆技术【M】.北京:中國铁道出版社,1995.
中国力学爆破专业委员会爆破工程【M】,北京:冶金工业出版社,1992.
王海亮.铁路工程爆破【M】.北京:中国铁道出版社,2001.
刘坤鹏.管泽英.城市大跨、浅埋地下洞室控制爆破技术【J】铁道工程学报
管志强.露天深孔台阶微差爆破技术在港口工程中的应用【J】.化工矿山技术,1994(3)
作者简介:李辉男1986年出生,现在读研,研究方向是桥梁与隧道。
隧道爆破采用微震控制爆破,通过控制炸药单耗实现降低爆破震动强度,减少对爆破施工区段建筑物的影响,拱部采用光面爆破,墙部采用预裂爆破,核心掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术,以尽可能减轻对围岩扰动,充分利用围岩自有强度维持隧道的稳定性,有效地控制地表沉降,控制隧道围岩的超欠挖,达到良好的轮廓成型。
关键字:隧道开挖;光面爆破;预裂爆破
Abstract: the tunnel is connected to the Changjiang River and the Jialing River in Yuzhong tunnel. To the tunnel blasting construction in dense buildings, only the use of microseismic control blasting technology to make the surface buildings from damage by blasting vibration.
Microseismic controlled blasting with blasting in tunnel, through the control of explosive consumption can reduce the intensity of blasting vibration, reduce the influence of blasting construction section of the building, the arch with smooth blasting, the wall of the pre-splitting blasting, controlled blasting technology core cut by throwing blasting, as much as possible to reduce the disturbance of surrounding rock stability of surrounding rock, make full use of its own maintain the strength of the tunnel, effectively control the surface settlement, the overbreak control of tunnel surrounding rock, achieve profile forming good.
Keywords: tunnel excavation; blasting; blasting
中图分类号: O643.2+23 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
0前言
城市隧道广泛应用于城市轨道交通和城市道路交通中,它具有对地面交通干扰小,可充分利用地下空间的特点;但由于城市隧道位于城区,不可避免地需穿越既有地面结构物和构筑物,爆破施工产生的振动和噪声会给附近居民的生活造成很大影响,同时也会给施工造成不必要的麻烦。因此,为了将隧道施工对周边环境的影响降到最低,建议隧道在不同地段根据不同的边界条件采用非爆破法或控制爆破法施工。
1工程概况
重庆千厮门大桥工程渝中连接隧道全段均位于渝中半岛内,南接东水门大桥,向西下穿陕西路、重庆轮船总公司、重庆市第一人民医院、道门口农贸市场、中国农业银行重庆市分行、新华路,拐向北西下穿筷子街、市消防一支队、民族路、重庆市中医院、嘉陵江索道楼、沧白路,终点与拟建千厮门大桥连接。
隧道设计行车速度40km/小时,为双向4车道城市隧道,隧道左右线均为曲线隧道,隧道洞口段连拱隧道、洞身段为小净距隧道。隧道洞身结构分明挖段和暗挖段。
2工程地质和水文地质
根据调查分析,拟建工程场地地貌单元分别为:长江冲积阶地地貌和构造剥蚀浅丘地貌。K13+785~K13+980段属长江冲积阶地地貌,其他场地属构造剥蚀浅丘地貌。经地面地质调查和钻孔揭示,勘察区出露的地层由上而下依次为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、残坡积层(Q4el+dl)、冲积层(Q4al)及侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)沉积岩层。
3 爆破实施
3.1最大段允许装药量计算
为减少爆破对附近建筑物的震动与空气冲击波的影响,通过控制最大一段装药量,降低爆破震动速度值和空气冲击波的峰压值达到基准值要求。同时通过爆破震动监测,不断优化爆破设计,将爆破震动影响降至最低,以确保地面建筑物的安全。
最大分段装药量可以按萨道夫斯基公式进行计算:
式中:Q: 最大一段装药量, ;
R: 爆心距,m;
V: 爆破安全震动速度值,cm/s
K、a: 与岩石性质、地质条件、爆破规模等综合因素有关的系数。
3.2爆破器材
考虑地下水影响及实际地质条件和地理环境,采用标准化乳化油炸药中32 ,300 mm长,每卷200g,周边眼爆破采用专用光爆炸药,雷管采用非电毫秒雷管。
3.3装药装置
周边眼采用不祸合装药结构,辅助眼采用耦合装药结构。
3.4起爆方式
采用非电起爆方式,高段位分段微差控制爆破技术(12段一3段,分段)。点燃导火索,引爆火雷管,传至导爆管,再引爆毫秒雷管,最后起爆炸药,共分3次起爆。
4本次施工采用的降低爆破振动的技术措施
4. 1降低循环进尺减展爆破技术
通过降低循环进尺来降低最大一段装药量,同时减小洞内围岩的夹制作用。从而降低爆破震动速度。
4. 2孔内分段微差减展爆破技术
装药孔可以采用间隔装药,分为两层,中间用砂土或炮泥隔开,孔内分段微差爆破,炮孔装药结构和分段起爆。
4. 3预切割(或预裂)减展爆破技术
在隧洞周边,采用密集钻孔间隔装药(两个装药孔中间的孔不装药,为空孔,主要起切缝导向的作用)预先爆破形成切割缝的控制爆破技术。由于导向空孔的存在,切割爆破时可以单孔起爆。该方法可以将缝内爆破振动速度降低30%左右。
5震动监测
通过监测,掌握爆破对已施工支护结构及地表建筑物的影响程度。测点分别设在拱顶及拱脚以下1 m处,洞内监测时,测点距掌子面的距离一般以爆破后飞石不损坏测点为原则。洞外监测时,所测均为隧道附近建筑物上通过监测能真实反映其震动情况的地方。本站附近较重要和需保护的建筑物,每处布置八个测点。监测前,将传感器编号固定在规定的测振仪中,并配合固定的振子,然后在标定振动台上进行标定,作出振子跳高和速度的标定曲线。传感器、放大器槽路和振子在监测中不得互换,以提高量测精度。每隔一段时间后,要重新对该系统进行标定,检查其是否发生变化,以便修正。抗震性能越强,防干扰性能越好,量测数据就越精确、稳定。当掌子面爆破后得到记录曲线,量取曲线中最大震幅,由标定曲线可得出最大震速,要求最大震速不得超过2m/s。
6爆破实际效果
采用微震控爆技术,周边轮廓尺寸符合设计要求,超欠挖控制在10㎝以内,炮孔利用率达96% ,虽然围岩软弱,但光爆半孔率仍达70%以上,地表测得的最大质点震速为0.949 mm/s,洞内初期支护无开裂变形,地下管线完好无损,顺利地完成该区段的隧道施工。
参考文献:
郑炳旭,王炳旭,李萍丰.建设工程台阶爆破【M】.冶金工业出版社,2005.
王玉松.富水地段浅埋暗挖地铁隧道施工技术研究【J】.铁道标准设计,2003(12).
叶元寿,沈大文,黄维进.深孔爆破震动的观测与分析【J】.
冯叔瑜.城市控制爆破【M】.2版.北京:中国铁道出版社,1996
孟吉复.爆破测试技术【M】.1992.
娄德兰.导爆管起爆技术【M】.北京:中國铁道出版社,1995.
中国力学爆破专业委员会爆破工程【M】,北京:冶金工业出版社,1992.
王海亮.铁路工程爆破【M】.北京:中国铁道出版社,2001.
刘坤鹏.管泽英.城市大跨、浅埋地下洞室控制爆破技术【J】铁道工程学报
管志强.露天深孔台阶微差爆破技术在港口工程中的应用【J】.化工矿山技术,1994(3)
作者简介:李辉男1986年出生,现在读研,研究方向是桥梁与隧道。