极小净距隧道爆破控制技术研究

侯云江 杜伟康

摘要：本文以旧屋基隧道为依托，针对极小净距隧道的特点，对先行洞、后行洞中导洞及后行洞上台阶大断面扩挖时各流程中爆破药量和爆破流程进行了控制，使爆破质量达到预期的效果。

关键词：极小净距隧道;中导洞;爆破药量;爆破流程;控制

中图分类号：U459.2   文献标识码：A

1引言

小净距隧道是介于普通分离式隧道与连拱隧道的一种新型结构型式，其造价和施工工艺与普通分离式隧道和连拱隧道相比具有较大的优势，它不受地形条件的限制，因此有利于总体线路规划和线型优化，在公路交通、铁路交通以及城市地铁等工程中被广泛应用。但是，当隧道间距过小时，后行隧道爆破开挖对先行隧道扰动较大，极易导致隧道支护、衬砌开裂，严重时将导致隧道整体失稳破坏，因此如何有效控制后行隧道爆破振动对先行隧道结构的影响，显得至关重要。

针对这些问题，国内外学者通过数值模拟和现场监控量测等手段对小净距隧道的爆破控制与施工等方面做了大量研究，并取得了相应的研究成果。凌同华等[1]通过现场爆破振动监测和数值模拟手段对分岔隧道小净距段先行隧道振速和应力进行分析，确定了分岔隧道小净距段爆破振动安全控制标准;朱正国等[2]采用爆破监测和数值模拟手段得到了先行隧道测点振动速度随时间的变化规律;杜峰等[3]采用数值模拟方法分析了后行洞爆破时，先行洞二次衬砌发生破坏距离掌子面的范围;林从谋等[4]利用现场监控量测和数值模拟等手段分析小净距隧道全断面振动速度随时间的变化规律;姚勇、何川等[5]采用数值计算分析了围岩、净距、埋深等条件对小净距隧道爆破振动特性的影响;龚建伍等[6]采用振动测试分析了不同围岩等级条件下，拱腰与拱脚处爆破振速变化规律;邵珠山等[7]采用数值模拟验证了不同净距下合理药量能够有效控制爆破振动效应危害;宋天宇、王述红等[8]采用数值模拟讨论了小净距隧道爆破过程中对施工时围岩应力、位移和间距的影响。

2工程概况

旧屋基隧道为分岔式短隧道，隧道全长约393m，均按照“新奥法”进行施工，最大埋深约169m。其隧道线间距出口段为5.1m，为连拱隧道，然后逐渐分开为极小净距、小净距、分离式隧道。进口段线间距约为35m。

隧道在小净距段左线采用预留核心土开挖，在初支与岩层间设半圆排水管并在初支与二衬间设泡沫板;右线小导洞先行，而后断面扩挖至设计轮廓。在极小净距和连拱段采用左线预留核心土开挖法，并开挖原中岩柱部分，浇筑钢筋混凝土;右线采用预留核心土开挖，靠左线轮廓部位扩挖至钢筋混凝土部位。

3隧道控制爆破措施

3.1先行洞爆破开挖

旧屋基隧道采取钻爆法开挖，每循环进尺φ2.4m（即为4榀拱架），炸药为32mm的岩石乳化炸药，采用非电雷管起爆。左洞钻爆参数：上台阶炮孔数约120个，单次炸药量为240-250kg;下台阶（单侧）炮孔数为12-14个，单次炸药量为36kg;炮眼布置情况、段别与药量分配情况见下图1、图2所示。

其中，上、下台阶爆破参数统计表如下：

3.2后行洞中导洞爆破

右洞为旧屋基隧道后行洞，为减小后行洞开挖对于先行洞振动影响，右洞采用中导洞超前的开挖方式。中导洞开挖采用钻爆法，炸药为φ32mm的岩石乳化炸药，采用非电雷管起爆，每循环进尺2.5m，中导洞超前上台阶大断面5m后开始扩挖大断面。

中导洞爆破炮孔具体布置图如下：

3.3后行洞上台阶大断面扩挖方案

后行洞中导洞超前大断面5m后，开始采用冷挖、钻爆结合的方式扩挖，循环进尺为1.2m（即为2榀钢架），其中左侧靠近中岩墙岩体未钻孔，采用破碎机冷挖方法，其余部分采用钻爆法开挖，炸药为32mm的岩石乳化炸药，采用非电雷管起爆，具体爆破方案如下：

4结论

综上所述，本文以旧屋基隧道为依托，对极小净距隧道施工各工序下爆破药量和爆破流程進行了控制，使爆破质量达到预期的效果，可为类似工程提供经验。

参考文献：

[1]凌同华，曹峰，张胜，张亮，谷淡平.分岔隧道过渡段的爆破振动特性研究 [J]. 振动与冲击，2018，37（02）：43-50.

[2]朱正国，孙明路，朱永全，等.超小净距隧道爆破振动现场监测及动力响应分析研究[J].岩土力学，2012，33（12）：3747-3752.

[3]杜峰，闫军，张学民，黄勤伟，张庆彬，欧雪峰.大跨度小净距隧道爆破振动影响数值模拟分析 [J]. 铁道科学与工程学报，2017，14（03）：568-574.

[4]林从谋，陈礼彪，蒋丽丽，等.高速公路扩建大断面特小净距隧道爆破稳定控制技术研究[J].岩石力学与工程学报，2010，29（7）：1371-1378.

[5]姚勇，何川.并设小净距隧道爆破振动响应分析及控爆措施研究 [J]. 岩土力学，2009，30（09）：2815-2822.

[6]龚建伍，夏才初，郑志东，唐颖.鹤上三车道小净距隧道爆破振动测试与分析 [J]. 岩石力学与工程学报，2007（09）：1882-1887.

[7]邵珠山，李萍萍，王新宇.小净距隧道爆破振动危害的主动控制研究 [J]. 应用力学学报，2014，31（02）：230-235+310-311.

[8]宋天宇，王述红，万明富，梁燕，饶文杰.爆破施工下小净距隧道围岩稳定性分析 [J]. 地下空间与工程学报，2013，9（02）：380-386+391.