摘要：基于在建隧道，對(duì)隧道施工中的爆破施工方案進(jìn)行研究和分析，介紹了隧道、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的基本情況，對(duì)爆破方案中的爆破要點(diǎn)、鉆爆設(shè)計(jì)、爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)、爆破數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了闡述，為隧道建設(shè)工程提供參考。
關(guān)鍵詞：爆破施工；鉆爆設(shè)計(jì)；振動(dòng)監(jiān)測(cè)
0 引言
隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，中西部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，交通建設(shè)方面飛速發(fā)展，其中隧道里程所占的比例也越大。為保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，需設(shè)計(jì)及修建大量的鐵路、公路隧道。隨著隧道工程開(kāi)發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，隧道修建時(shí)與已有隧道鄰近會(huì)增加新建隧道的工程爆破施工風(fēng)險(xiǎn)和施工難度。
關(guān)于隧道的施工爆破技術(shù)的現(xiàn)有研究中，李玉磊將爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)同數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比后，提出了預(yù)留側(cè)向臺(tái)階土體的小間距隧道爆破施工工序；孫箭林采用ABAQUS軟件建模和青島地鐵二號(hào)線隧道工程實(shí)例情況提出了求施以最大進(jìn)尺和爆破工法的極限距離，來(lái)減少進(jìn)尺荷載的措施；醋經(jīng)緯依托蘭州樞紐北環(huán)隧道上穿紅山頂隧道工程，綜合爆破振動(dòng)理論、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬三個(gè)方面，研究小凈距空間交叉隧道爆破施工控制技術(shù)。
本文依托實(shí)際工程的基本情況，對(duì)爆破方案中的爆破要點(diǎn)、鉆爆設(shè)計(jì)、爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)、爆破數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了闡述，為隧道建設(shè)工程提供參考。
1 工程概況
某隧道全長(zhǎng)1126m，為單線隧道。其所在位置平均海拔440～560m，埋深最大和最小分別為220m和10m。進(jìn)出口均位于斜坡上。洞身穿越兩斷層，2處節(jié)理密集帶。在建隧道與既有隧道相鄰最小間距42.07m，隧道位置及平面位置關(guān)系圖如圖1、圖2。施工時(shí)可能會(huì)發(fā)生坍塌、突泥、涌水等問(wèn)題，同時(shí)需考慮對(duì)建成隧道的影響，施工技術(shù)復(fù)雜，施工難度大。
隧道施工范圍內(nèi)地質(zhì)土層主要為第四系全新統(tǒng)坡積膨脹土、寒武系片巖、片巖夾灰?guī)r夾板巖，構(gòu)造巖主要為壓碎巖、斷層角礫。隧址區(qū)洞身淺埋段為干溝，進(jìn)、出口沖溝不發(fā)育，存在基巖裂隙水，構(gòu)造裂隙水及巖溶水。在斷層帶段落，灰?guī)r段為中等富水區(qū)，其他段為弱富水區(qū)。地下水Cl-含量11.7mg/L，SO42-含量71.1mg/L。
2 方案選擇
方案的可行性要符合實(shí)際情況，不適應(yīng)進(jìn)度或不經(jīng)濟(jì)的方案應(yīng)該直接予以剔除。考慮工程進(jìn)度（見(jiàn)表1）和圍巖開(kāi)挖費(fèi)用（見(jiàn)表2）后，從控制爆破、機(jī)械開(kāi)挖、靜態(tài)爆破和機(jī)械配合靜態(tài)爆破這四種方案中選取控制爆破施工方案。
根據(jù)表1可以得知，控制爆破方案開(kāi)挖進(jìn)度最快，可縮短工期。
根據(jù)表2可以得知，控制爆破方案開(kāi)挖費(fèi)用最少，可節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
綜合上述兩方面數(shù)據(jù)，可以得知此隧道出口臨近營(yíng)業(yè)線采取控制爆破方案最為合適，故選取控制爆破施工方案作為此隧道出口臨近營(yíng)業(yè)線的施工方案。
3 爆破方案
考慮臨近建成隧道資料、在建隧道開(kāi)挖情況和建成隧道控爆方案專家意見(jiàn)，隧道開(kāi)挖采用機(jī)械開(kāi)挖隔震槽結(jié)合控制爆破的方式，減弱對(duì)既有隧道的爆破震動(dòng)，爆破震速宜按5cm/s控制。隧道隔振槽深度不小于每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺，寬度不小于0.5m，確保既有隧道加固段落超前20m以上。
根據(jù)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況Ⅴ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階留核心土法施工。施工嚴(yán)格按照“先加固、后開(kāi)挖、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、襯砌緊跟”的原則組織施工。開(kāi)挖工序見(jiàn)圖3所示。
3.1 三臺(tái)階法開(kāi)挖
�、跫�(jí)圍巖采用三臺(tái)階法開(kāi)挖光面爆破時(shí)，采用楔形掏槽，周邊眼采用不耦合裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)周邊眼采用裝藥和輔助眼裝藥結(jié)構(gòu)圖，如圖4。
3.2 爆破控制要點(diǎn)
�、俨捎霉饷姹萍夹g(shù)和微震控制爆破技術(shù)，嚴(yán)格控制裝藥量，以減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制超欠挖，控制洞碴粒徑以利于挖掘機(jī)、裝載機(jī)裝碴。
�、谒淼篱_(kāi)挖每個(gè)循環(huán)都進(jìn)行施工測(cè)量，控制開(kāi)挖斷面，在掌子面上用紅油漆畫(huà)出隧道開(kāi)挖輪廓線及炮眼位置，誤差不超過(guò)5cm。并采用激光準(zhǔn)直儀控制開(kāi)挖方向。
�、坫@眼按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。鉆眼時(shí)掘進(jìn)眼保持與隧道軸線平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便鉆孔時(shí)的巖粉自然流出，周邊眼外插角控制3°～4°以內(nèi)。掏槽眼嚴(yán)禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。
�、苎b藥前炮眼用高壓風(fēng)吹干凈，檢查炮眼數(shù)量。裝藥時(shí)，專人分好段別，按爆破設(shè)計(jì)順序裝藥，裝藥作業(yè)分組分片進(jìn)行，定人定位，確保裝藥作業(yè)有序進(jìn)行，防止雷管段別混亂，影響爆破效果。每眼裝藥后用炮泥堵塞。
0 引言
隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，中西部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，交通建設(shè)方面飛速發(fā)展，其中隧道里程所占的比例也越大。為保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，需設(shè)計(jì)及修建大量的鐵路、公路隧道。隨著隧道工程開(kāi)發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，隧道修建時(shí)與已有隧道鄰近會(huì)增加新建隧道的工程爆破施工風(fēng)險(xiǎn)和施工難度。
關(guān)于隧道的施工爆破技術(shù)的現(xiàn)有研究中，李玉磊將爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)同數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比后，提出了預(yù)留側(cè)向臺(tái)階土體的小間距隧道爆破施工工序；孫箭林采用ABAQUS軟件建模和青島地鐵二號(hào)線隧道工程實(shí)例情況提出了求施以最大進(jìn)尺和爆破工法的極限距離，來(lái)減少進(jìn)尺荷載的措施；醋經(jīng)緯依托蘭州樞紐北環(huán)隧道上穿紅山頂隧道工程，綜合爆破振動(dòng)理論、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬三個(gè)方面，研究小凈距空間交叉隧道爆破施工控制技術(shù)。
本文依托實(shí)際工程的基本情況，對(duì)爆破方案中的爆破要點(diǎn)、鉆爆設(shè)計(jì)、爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)、爆破數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了闡述，為隧道建設(shè)工程提供參考。
1 工程概況
某隧道全長(zhǎng)1126m，為單線隧道。其所在位置平均海拔440～560m，埋深最大和最小分別為220m和10m。進(jìn)出口均位于斜坡上。洞身穿越兩斷層，2處節(jié)理密集帶。在建隧道與既有隧道相鄰最小間距42.07m，隧道位置及平面位置關(guān)系圖如圖1、圖2。施工時(shí)可能會(huì)發(fā)生坍塌、突泥、涌水等問(wèn)題，同時(shí)需考慮對(duì)建成隧道的影響，施工技術(shù)復(fù)雜，施工難度大。
隧道施工范圍內(nèi)地質(zhì)土層主要為第四系全新統(tǒng)坡積膨脹土、寒武系片巖、片巖夾灰?guī)r夾板巖，構(gòu)造巖主要為壓碎巖、斷層角礫。隧址區(qū)洞身淺埋段為干溝，進(jìn)、出口沖溝不發(fā)育，存在基巖裂隙水，構(gòu)造裂隙水及巖溶水。在斷層帶段落，灰?guī)r段為中等富水區(qū)，其他段為弱富水區(qū)。地下水Cl-含量11.7mg/L，SO42-含量71.1mg/L。
2 方案選擇
方案的可行性要符合實(shí)際情況，不適應(yīng)進(jìn)度或不經(jīng)濟(jì)的方案應(yīng)該直接予以剔除。考慮工程進(jìn)度（見(jiàn)表1）和圍巖開(kāi)挖費(fèi)用（見(jiàn)表2）后，從控制爆破、機(jī)械開(kāi)挖、靜態(tài)爆破和機(jī)械配合靜態(tài)爆破這四種方案中選取控制爆破施工方案。
根據(jù)表1可以得知，控制爆破方案開(kāi)挖進(jìn)度最快，可縮短工期。
根據(jù)表2可以得知，控制爆破方案開(kāi)挖費(fèi)用最少，可節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
綜合上述兩方面數(shù)據(jù)，可以得知此隧道出口臨近營(yíng)業(yè)線采取控制爆破方案最為合適，故選取控制爆破施工方案作為此隧道出口臨近營(yíng)業(yè)線的施工方案。
3 爆破方案
考慮臨近建成隧道資料、在建隧道開(kāi)挖情況和建成隧道控爆方案專家意見(jiàn)，隧道開(kāi)挖采用機(jī)械開(kāi)挖隔震槽結(jié)合控制爆破的方式，減弱對(duì)既有隧道的爆破震動(dòng)，爆破震速宜按5cm/s控制。隧道隔振槽深度不小于每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺，寬度不小于0.5m，確保既有隧道加固段落超前20m以上。
根據(jù)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況Ⅴ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階留核心土法施工。施工嚴(yán)格按照“先加固、后開(kāi)挖、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、襯砌緊跟”的原則組織施工。開(kāi)挖工序見(jiàn)圖3所示。
3.1 三臺(tái)階法開(kāi)挖
�、跫�(jí)圍巖采用三臺(tái)階法開(kāi)挖光面爆破時(shí)，采用楔形掏槽，周邊眼采用不耦合裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)周邊眼采用裝藥和輔助眼裝藥結(jié)構(gòu)圖，如圖4。
3.2 爆破控制要點(diǎn)
�、俨捎霉饷姹萍夹g(shù)和微震控制爆破技術(shù)，嚴(yán)格控制裝藥量，以減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制超欠挖，控制洞碴粒徑以利于挖掘機(jī)、裝載機(jī)裝碴。
�、谒淼篱_(kāi)挖每個(gè)循環(huán)都進(jìn)行施工測(cè)量，控制開(kāi)挖斷面，在掌子面上用紅油漆畫(huà)出隧道開(kāi)挖輪廓線及炮眼位置，誤差不超過(guò)5cm。并采用激光準(zhǔn)直儀控制開(kāi)挖方向。
�、坫@眼按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。鉆眼時(shí)掘進(jìn)眼保持與隧道軸線平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便鉆孔時(shí)的巖粉自然流出，周邊眼外插角控制3°～4°以內(nèi)。掏槽眼嚴(yán)禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。
�、苎b藥前炮眼用高壓風(fēng)吹干凈，檢查炮眼數(shù)量。裝藥時(shí)，專人分好段別，按爆破設(shè)計(jì)順序裝藥，裝藥作業(yè)分組分片進(jìn)行，定人定位，確保裝藥作業(yè)有序進(jìn)行，防止雷管段別混亂，影響爆破效果。每眼裝藥后用炮泥堵塞。
⑤起爆采用復(fù)式網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)，聯(lián)接時(shí)，每組控制在12根以內(nèi)；連接導(dǎo)爆管使用相同的段別，且使用低段別的導(dǎo)爆管。導(dǎo)爆管連接好后有專人檢查，檢查連接質(zhì)量，看是否有漏連的導(dǎo)爆管，檢查無(wú)誤后起爆。
3.3 爆破標(biāo)準(zhǔn)
開(kāi)挖斷面不得欠挖；炮眼利用率在95%以上，光爆的半壁炮眼留痕率Ⅴ級(jí)圍巖在80%以上；相鄰兩循環(huán)炮眼銜接臺(tái)階不大于150mm；爆破巖面最大塊度不大于300mm。
3.4 安全用藥量和炮孔裝藥量
依據(jù)《爆破安全規(guī)程》，可以初步計(jì)算隧道掘進(jìn)爆破炸藥安全用量，確定循環(huán)進(jìn)尺。
通過(guò)安全用量公式
計(jì)算得出不同距離下，在確保既有線隧道二次襯砌爆破振速V不大于10cm/s的條件下，最大起爆炸藥用量。當(dāng)Ⅴ圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌R=38.76m，時(shí)Qmax=327.18kg，Ⅴ圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌R=60m，時(shí)Qmax=998.1kg。
3.5 非電毫秒雷管的選用
導(dǎo)爆管為非電起爆系統(tǒng)中的毫秒雷管1-7段，其間隔時(shí)間小于50ms；而7段之后，段與段起爆間隔大于50ms。根據(jù)隧道爆破掘進(jìn)時(shí)，實(shí)際爆破情況表明起爆間隔大于50ms，爆破振動(dòng)基本不疊加這一規(guī)律，現(xiàn)場(chǎng)爆破時(shí)采用分段起爆，保證同一段別雷管同時(shí)起爆炸藥用量均在安全用藥量范圍以內(nèi)。
隧道Ⅴ級(jí)圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌每循環(huán)掘進(jìn)0.6m。
3.6 微振爆破鉆爆設(shè)計(jì)
光面爆破周邊炮眼采用？準(zhǔn)25mm小藥卷間隔裝藥，導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索、竹片用電工膠布與炸藥卷綁在一起，輔助眼采用普通裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)分別如圖5、圖6所示。
4 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)
4.1 振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)方案
新建隧道離既有線隧道較近，屬臨近既有營(yíng)業(yè)線復(fù)雜環(huán)境下的隧道開(kāi)挖爆破，且隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，巖性不一，爆破振動(dòng)衰減規(guī)律變化不一致，因此，在試爆段需要對(duì)隧道爆破進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，其余地段每周進(jìn)行復(fù)測(cè)一次。既有隧道線通車(chē)量大，新建隧道試爆期間必須在列車(chē)間隔時(shí)間進(jìn)行，由于列車(chē)間隔時(shí)間較短，進(jìn)入隧道安裝傳感器和測(cè)試儀器必須抓緊時(shí)間，提前聯(lián)系好監(jiān)測(cè)單位、設(shè)備管理單位、各站段。結(jié)合隧道的開(kāi)挖特點(diǎn)、施工方法、測(cè)試條件以及振速控制要求等內(nèi)容，確定監(jiān)測(cè)方案如下：
�、賹⒄麄�(gè)隧道分成洞口和洞身二部分，監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是洞口部分。
②將明暗交接洞口作為試驗(yàn)段進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。進(jìn)口段距既有隧道較近。試驗(yàn)段選擇在進(jìn)口段，試驗(yàn)段監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：尋找該區(qū)域的爆破振動(dòng)衰減系數(shù)k、α值，為爆破設(shè)計(jì)提供依據(jù)；監(jiān)測(cè)既有隧道及其附屬結(jié)構(gòu)的爆破振動(dòng)安全，控制爆破振動(dòng)速度低于10cm/s；監(jiān)測(cè)洞口周邊建（構(gòu)）筑物的爆破振動(dòng)安全，控制爆破振動(dòng)滿足振速控制要求。為準(zhǔn)確獲得該區(qū)域的爆破振動(dòng)衰減規(guī)律，傳感器安裝在既有隧道邊墻的拱腰部位，一次安設(shè)4個(gè)傳感器，傳感器之間的距離如圖7所示，這樣一次監(jiān)測(cè)的隧道掘進(jìn)長(zhǎng)度為105m，所獲得的爆破振動(dòng)衰減系數(shù)k、α值能正常反映本區(qū)域的場(chǎng)地條件。當(dāng)開(kāi)挖隧道的掌子面進(jìn)洞后正式進(jìn)入振動(dòng)監(jiān)控階段。洞口周邊建筑物的振動(dòng)監(jiān)測(cè)需要在保護(hù)對(duì)象附近安設(shè)傳感器，獲得該處的最大質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和主振頻率。
③洞身作為控制區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。進(jìn)入振動(dòng)監(jiān)控階段，在既有隧道的邊壁上每隔50m安裝一個(gè)傳感器，每個(gè)掌子面前后共安裝4個(gè)傳感器，位置如圖8。每次爆破均進(jìn)行遙控監(jiān)測(cè)，每次爆破監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行收發(fā)，既有隧道的爆破振動(dòng)速度控制在10cm/s以內(nèi)。
爆破振動(dòng)強(qiáng)度用介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)物理量來(lái)描述，包括質(zhì)點(diǎn)位移、速度和加速度。但大量工程實(shí)踐觀測(cè)表明，爆破地震破壞程度與振動(dòng)速度大小的相關(guān)性比較密切，故在實(shí)際測(cè)試中，大都采用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為衡量地震波強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。本次測(cè)試采用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為主測(cè)試量，爆破振動(dòng)頻率作為評(píng)價(jià)隧道洞身和附屬結(jié)構(gòu)以及洞口周邊建筑物的輔助測(cè)試量。
爆炸引起巖石內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)有垂直、徑向和切向三個(gè)速度分量，以往的測(cè)試數(shù)據(jù)表明，三個(gè)方向形成的合速度對(duì)爆破地震動(dòng)起控制作用。因此，在本工程中，全部采用合速度作為測(cè)試量。
4.2 監(jiān)測(cè)方法
以往隧道振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果表明，最大爆破振動(dòng)速度通常出現(xiàn)在拱腰的位置處，因此將傳感器安裝在臨近開(kāi)挖隧道一側(cè)的既有隧道的墻壁拱腰上，爆破振動(dòng)記錄儀和無(wú)線發(fā)射裝置固定在距墻角1m高的邊墻上。傳感器在墻壁上安裝必須牢靠，安裝方法為在隧道壁上鉆孔，埋入螺栓，在孔中灌入水泥砂漿固定，在傳感器底部焊接螺母，利用螺母與邊墻處螺栓連接固定傳感器。為防止爆破振動(dòng)記錄儀和無(wú)線發(fā)射裝置被損壞，在其外部罩一鐵皮方盒，鐵皮方盒錨固在邊墻上。測(cè)試時(shí)，準(zhǔn)確記錄各傳感器距洞口的距離，以便根據(jù)爆區(qū)的位置，準(zhǔn)確計(jì)算爆區(qū)與測(cè)試點(diǎn)之間的距離。
對(duì)洞口周邊建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，傳感器布置在需保護(hù)的建（構(gòu)）筑物距爆區(qū)的最近點(diǎn)處；測(cè)點(diǎn)盡可能布置在基巖上，找不到基巖的區(qū)域?qū)⒈普駝?dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在壓實(shí)的路面上；準(zhǔn)確測(cè)出測(cè)點(diǎn)的位置，確定至爆源的距離；所有傳感器用石膏粉牢固粘結(jié)在地表，傳感器至記錄儀的傳輸信號(hào)線長(zhǎng)度小于5m，避免長(zhǎng)距離的信號(hào)衰減。
4.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理
�、倩貧w爆破振動(dòng)衰減規(guī)律
將收集得到的數(shù)據(jù)按下式進(jìn)行回歸分析，找出該區(qū)域的爆破振動(dòng)衰減系數(shù)k、α值。
式中：V―爆破振動(dòng)速度最大值（cm/s）；Q―同段別雷管同時(shí)起爆炸藥安全用量（kg）；R―爆破區(qū)藥量分布的幾何中心至既有隧道邊墻的距離（m）；K、α―與地形、地質(zhì)條件相關(guān)的系數(shù)。
�、趯�(duì)比既有隧道的爆破振動(dòng)速度是否小于10cm/s。
�、叟袆e被保護(hù)的建（構(gòu)）筑物的爆破振動(dòng)是否滿足要求。各種建（構(gòu)）筑物的爆破振動(dòng)安全判據(jù)，采用保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度和主振頻率為指標(biāo)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果與《爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)》數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，即可得到爆破振動(dòng)是否對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物造成影響。
�、軐⑸鲜龅玫降臄�(shù)據(jù)及時(shí)反饋，指導(dǎo)爆破設(shè)計(jì)和施工。
5 結(jié)論
爆破控制技術(shù)是隧道建設(shè)施工中必不可少的技術(shù)，雖然只是整體施工中的一道工序，但對(duì)整個(gè)隧道工程極其重要。由于爆破控制技術(shù)具有技巧性、靈活性和因地制宜性，故需根據(jù)具體工程條件，制定合適的爆破控制方案。本文通過(guò)對(duì)隧道爆破施工方案的設(shè)計(jì)，為今后類似工程提供一些參考。
參考文獻(xiàn)：
[1]汪旭光.中國(guó)典型爆破工程與技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.
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3.3 爆破標(biāo)準(zhǔn)
開(kāi)挖斷面不得欠挖；炮眼利用率在95%以上，光爆的半壁炮眼留痕率Ⅴ級(jí)圍巖在80%以上；相鄰兩循環(huán)炮眼銜接臺(tái)階不大于150mm；爆破巖面最大塊度不大于300mm。
3.4 安全用藥量和炮孔裝藥量
依據(jù)《爆破安全規(guī)程》，可以初步計(jì)算隧道掘進(jìn)爆破炸藥安全用量，確定循環(huán)進(jìn)尺。
通過(guò)安全用量公式
計(jì)算得出不同距離下，在確保既有線隧道二次襯砌爆破振速V不大于10cm/s的條件下，最大起爆炸藥用量。當(dāng)Ⅴ圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌R=38.76m，時(shí)Qmax=327.18kg，Ⅴ圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌R=60m，時(shí)Qmax=998.1kg。
3.5 非電毫秒雷管的選用
導(dǎo)爆管為非電起爆系統(tǒng)中的毫秒雷管1-7段，其間隔時(shí)間小于50ms；而7段之后，段與段起爆間隔大于50ms。根據(jù)隧道爆破掘進(jìn)時(shí)，實(shí)際爆破情況表明起爆間隔大于50ms，爆破振動(dòng)基本不疊加這一規(guī)律，現(xiàn)場(chǎng)爆破時(shí)采用分段起爆，保證同一段別雷管同時(shí)起爆炸藥用量均在安全用藥量范圍以內(nèi)。
隧道Ⅴ級(jí)圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌每循環(huán)掘進(jìn)0.6m。
3.6 微振爆破鉆爆設(shè)計(jì)
光面爆破周邊炮眼采用？準(zhǔn)25mm小藥卷間隔裝藥，導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索、竹片用電工膠布與炸藥卷綁在一起，輔助眼采用普通裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)分別如圖5、圖6所示。
4 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)
4.1 振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)方案
新建隧道離既有線隧道較近，屬臨近既有營(yíng)業(yè)線復(fù)雜環(huán)境下的隧道開(kāi)挖爆破，且隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，巖性不一，爆破振動(dòng)衰減規(guī)律變化不一致，因此，在試爆段需要對(duì)隧道爆破進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，其余地段每周進(jìn)行復(fù)測(cè)一次。既有隧道線通車(chē)量大，新建隧道試爆期間必須在列車(chē)間隔時(shí)間進(jìn)行，由于列車(chē)間隔時(shí)間較短，進(jìn)入隧道安裝傳感器和測(cè)試儀器必須抓緊時(shí)間，提前聯(lián)系好監(jiān)測(cè)單位、設(shè)備管理單位、各站段。結(jié)合隧道的開(kāi)挖特點(diǎn)、施工方法、測(cè)試條件以及振速控制要求等內(nèi)容，確定監(jiān)測(cè)方案如下：
�、賹⒄麄�(gè)隧道分成洞口和洞身二部分，監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是洞口部分。
②將明暗交接洞口作為試驗(yàn)段進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。進(jìn)口段距既有隧道較近。試驗(yàn)段選擇在進(jìn)口段，試驗(yàn)段監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：尋找該區(qū)域的爆破振動(dòng)衰減系數(shù)k、α值，為爆破設(shè)計(jì)提供依據(jù)；監(jiān)測(cè)既有隧道及其附屬結(jié)構(gòu)的爆破振動(dòng)安全，控制爆破振動(dòng)速度低于10cm/s；監(jiān)測(cè)洞口周邊建（構(gòu)）筑物的爆破振動(dòng)安全，控制爆破振動(dòng)滿足振速控制要求。為準(zhǔn)確獲得該區(qū)域的爆破振動(dòng)衰減規(guī)律，傳感器安裝在既有隧道邊墻的拱腰部位，一次安設(shè)4個(gè)傳感器，傳感器之間的距離如圖7所示，這樣一次監(jiān)測(cè)的隧道掘進(jìn)長(zhǎng)度為105m，所獲得的爆破振動(dòng)衰減系數(shù)k、α值能正常反映本區(qū)域的場(chǎng)地條件。當(dāng)開(kāi)挖隧道的掌子面進(jìn)洞后正式進(jìn)入振動(dòng)監(jiān)控階段。洞口周邊建筑物的振動(dòng)監(jiān)測(cè)需要在保護(hù)對(duì)象附近安設(shè)傳感器，獲得該處的最大質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和主振頻率。
③洞身作為控制區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。進(jìn)入振動(dòng)監(jiān)控階段，在既有隧道的邊壁上每隔50m安裝一個(gè)傳感器，每個(gè)掌子面前后共安裝4個(gè)傳感器，位置如圖8。每次爆破均進(jìn)行遙控監(jiān)測(cè)，每次爆破監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行收發(fā)，既有隧道的爆破振動(dòng)速度控制在10cm/s以內(nèi)。
爆破振動(dòng)強(qiáng)度用介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)物理量來(lái)描述，包括質(zhì)點(diǎn)位移、速度和加速度。但大量工程實(shí)踐觀測(cè)表明，爆破地震破壞程度與振動(dòng)速度大小的相關(guān)性比較密切，故在實(shí)際測(cè)試中，大都采用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為衡量地震波強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。本次測(cè)試采用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為主測(cè)試量，爆破振動(dòng)頻率作為評(píng)價(jià)隧道洞身和附屬結(jié)構(gòu)以及洞口周邊建筑物的輔助測(cè)試量。
爆炸引起巖石內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)有垂直、徑向和切向三個(gè)速度分量，以往的測(cè)試數(shù)據(jù)表明，三個(gè)方向形成的合速度對(duì)爆破地震動(dòng)起控制作用。因此，在本工程中，全部采用合速度作為測(cè)試量。
4.2 監(jiān)測(cè)方法
以往隧道振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果表明，最大爆破振動(dòng)速度通常出現(xiàn)在拱腰的位置處，因此將傳感器安裝在臨近開(kāi)挖隧道一側(cè)的既有隧道的墻壁拱腰上，爆破振動(dòng)記錄儀和無(wú)線發(fā)射裝置固定在距墻角1m高的邊墻上。傳感器在墻壁上安裝必須牢靠，安裝方法為在隧道壁上鉆孔，埋入螺栓，在孔中灌入水泥砂漿固定，在傳感器底部焊接螺母，利用螺母與邊墻處螺栓連接固定傳感器。為防止爆破振動(dòng)記錄儀和無(wú)線發(fā)射裝置被損壞，在其外部罩一鐵皮方盒，鐵皮方盒錨固在邊墻上。測(cè)試時(shí)，準(zhǔn)確記錄各傳感器距洞口的距離，以便根據(jù)爆區(qū)的位置，準(zhǔn)確計(jì)算爆區(qū)與測(cè)試點(diǎn)之間的距離。
對(duì)洞口周邊建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，傳感器布置在需保護(hù)的建（構(gòu)）筑物距爆區(qū)的最近點(diǎn)處；測(cè)點(diǎn)盡可能布置在基巖上，找不到基巖的區(qū)域?qū)⒈普駝?dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在壓實(shí)的路面上；準(zhǔn)確測(cè)出測(cè)點(diǎn)的位置，確定至爆源的距離；所有傳感器用石膏粉牢固粘結(jié)在地表，傳感器至記錄儀的傳輸信號(hào)線長(zhǎng)度小于5m，避免長(zhǎng)距離的信號(hào)衰減。
4.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理
�、倩貧w爆破振動(dòng)衰減規(guī)律
將收集得到的數(shù)據(jù)按下式進(jìn)行回歸分析，找出該區(qū)域的爆破振動(dòng)衰減系數(shù)k、α值。
式中：V―爆破振動(dòng)速度最大值（cm/s）；Q―同段別雷管同時(shí)起爆炸藥安全用量（kg）；R―爆破區(qū)藥量分布的幾何中心至既有隧道邊墻的距離（m）；K、α―與地形、地質(zhì)條件相關(guān)的系數(shù)。
�、趯�(duì)比既有隧道的爆破振動(dòng)速度是否小于10cm/s。
�、叟袆e被保護(hù)的建（構(gòu)）筑物的爆破振動(dòng)是否滿足要求。各種建（構(gòu)）筑物的爆破振動(dòng)安全判據(jù)，采用保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度和主振頻率為指標(biāo)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果與《爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)》數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，即可得到爆破振動(dòng)是否對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物造成影響。
�、軐⑸鲜龅玫降臄�(shù)據(jù)及時(shí)反饋，指導(dǎo)爆破設(shè)計(jì)和施工。
5 結(jié)論
爆破控制技術(shù)是隧道建設(shè)施工中必不可少的技術(shù)，雖然只是整體施工中的一道工序，但對(duì)整個(gè)隧道工程極其重要。由于爆破控制技術(shù)具有技巧性、靈活性和因地制宜性，故需根據(jù)具體工程條件，制定合適的爆破控制方案。本文通過(guò)對(duì)隧道爆破施工方案的設(shè)計(jì)，為今后類似工程提供一些參考。
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