浅埋隧道控制爆破施工技术

王忠伟，李 杰

(中铁十二局集团 第二工程有限公司，太原 030024)

1 工程概况

重庆铁路枢纽区域的火风山隧道是一座下穿城市建筑群的浅埋高风险隧道，全长9 315 m，全隧道设置三座斜井，斜井采用双车道无轨运输。火风山隧道童家院子轻轨车站试验段位于重庆江北区，为双线大断面铁路隧道，大致平行于机场高速公路，岩层为泥岩、砂岩互层，最大厚度5 m，倾角在30°左右，围岩的走向与隧道中线夹角约为80°，爆破开挖后在拱顶处产生大面积拉应力作用区，容易造成拱顶围岩松动损伤范围较深。轻轨3#线与铁路火风山隧道相交里程为DK21+173—DK21+473，桩基编号为CZ19-D6/QZ20-D01-D15。共计16个墩柱，全长300 m，为群桩基础，属于端承桩，每个墩4根桩基础。桩基最长为19 m，最短14 m，桩底高程258 m，QZ20-D04-10共计7个墩柱，长度120 m，位于隧道拱顶上部，桩底距离隧道开挖拱顶最小距离为5 m，桩基础直径1.25 m，C30钢筋混凝土结构。隧道埋深30 m，由于爆破开挖可能对车站建筑产生影响，需要监测爆破开挖对围岩的损伤并采取相应对策。

2 控制爆破雷管试验

第一次用普通毫秒导爆管雷管进行爆破试验，掌子面(上台阶)爆破的装药量和雷管分段数见表1。在童家院子车站远离桩基30 m处隧道中心线上，从地表向下共打3个平行垂直孔，孔间距1 m，孔径105 mm。首先在爆破开挖掌子面远离检测孔5 m前，就对3孔各相邻两孔作超声波检测，获得初始岩体声波速度和声幅值。之后在最前面的孔内埋设振动速度传感器，根据孔深变化共布设3个传感器，1#点埋深23 m，2#点埋深17 m，3#点位于地表。随后爆破掌子面不断接近检测孔位置，当达到检测孔正下方爆破振动最大，进而爆破掌子面又不断远离检测孔位置，从测孔位置前5 m至后5 m，在每次放炮时都检测振动，每次爆破后在两孔间作跨孔法超声波检测，与前期的结果进行比较。超声波检测结果见图1。不同深度测得的典型爆破振动速度波形见图2。其中 CH1为埋深23 m的1#点，CH3为埋深17 m的2#点，CH4为地表的3#测点。从爆破掌子面离测试孔前5 m至后5 m，在每次爆破时都检测到不同深度的振动速度峰值，其振动速度变化情况见图3。

表1 炮眼药量分配(上台阶)

图1 爆破前后不同深度超声波检测波速变化情况

图2 不同深度测得的爆破振动速度典型波形

图3 掌子面距测试孔前5 m至后5 m范围爆破振动速度变化情况

3 结论

根据以上长达2个月的火风山隧道测试结果分析，认为:

1)根据超声波检测结果，由波速衰减指标看，爆破开挖对拱顶的内部围岩损伤范围未达到拱顶以上4 m，说明爆破和围岩应力重分布造成的拱顶松动未影响轻轨桩基的安全。

2)爆破在拱顶内部岩体产生的爆破振动质点速度远小于洞内壁面和地表的振动，爆破进尺1.2 m时，距离掌子面6 m的最大爆破振动速度为8 cm/s;距离掌子面2 m的最大爆破振动速度为12.8 cm/s。

3)隧道埋深达到30 m时、单次爆破进尺1.2 m，地表最大爆破振动速度约为0.5 cm/s，人员无明显振感。

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