地铁隧道与煤气管线小净距爆破实践李壮清

孙俊鹏　马玉罄

摘 要：随着社会发展进程的突飞猛进，地铁建设已成为城市化发展的一个重要标志。大连地铁隧道某出入口位于市中心繁华区，地下管网错综复杂，距隧道拱顶0.7m处有一条煤气主管线。普通的钻爆法施工根本无法满足需要，单纯机械开挖成本高，工效低，工期又长。采用双层预裂、斜孔掏槽等一系列钻爆技术措施，解决了超小净距钻爆施工的技术难题。为今后同类工程施工提供指导性建议。

关键词：地铁隧道；小净距；斜孔掏槽；预裂爆破

1 工程概况

大连地铁隧道某出入口地表为街道商业区，周边建筑物密集，管线、管道众多。东侧为人流密集的西安路，西侧30m店铺林立的商业区，南侧10m为公交车站及长客站点，北侧15m为沙河口火车站。隧道设计跨度7m，高8.35m，断面面积58.45m2，拱顶距一条直径300mm的煤气主管线距离为0.7m（见图1）。煤气主管线铺设时采用钻爆施工，管线下方岩体势必已受到爆破施工的扰动。因此新隧道的钻爆作业必须要保证煤气主管线不再受爆破振动的破坏，确保煤气管线不会因隧道拱顶下沉或位移变形而发生泄漏的事故，同时还要确保周边商业店铺的财产不受损失以及行人、乘客的人身安全。

该范围地质受断层影响，岩体破碎。岩层为全-中风化钙质板岩以及全-中风化辉绿岩，岩体节理裂隙极其发育，连续性差。

2 爆破设计方案

2.1 总体方案

隧道采用台阶法钻爆施工。上台阶总体采用拱顶的双层预裂，下部斜孔单孔掏槽，中部压炮的掘进方案（见图2）。下台阶为正常钻爆施工，这里不做详细叙述。

图1 隧道断面与管线位置图 图2 炮孔分布图

2.2 孔网及装药结构参数设计

详细爆破参数见表1。

2.2.1 拱顶采用双层预裂，隔孔装药。内侧一层孔深1.4m，孔距0.25m，排距0.3m，单孔药量150g。将药卷分3段，由导爆索固定装入孔内（见图3）。外侧一层孔深1.4m，孔距0.25m，每孔装2根1m长导爆索即可（见图4）。炮孔均不填塞。装药结构均为不耦合装药。空孔为装药孔增加了临空面，不耦合装药增加了布药的分散性。这样可以减少振动速度计算公式中K和α值，减小爆破振动强度，还可以降低爆压峰值和延长作用于介质的时间。在其他条件相同的情况下，可以降低爆破振动峰值[3]。

双层预裂起爆后，可在主爆区与被保留岩体间形成一道宽300mm左右的破碎带，大大降低了主爆区爆破地震波对被保留岩体的扰动影响，进而减弱了对煤气主管线的振动损伤程度。资料证明，条件相同时，采用预裂爆破的降振效果能达到70～80%[3]。

2.2.2下部不设置水平掏槽孔，在隧道底板以上2.2m处斜向下钻孔。斜孔倾角40°～60°之间，孔底落点距掌子面水平距离在1.m～1.3m之间，孔距0.4m，孔深约1.9～1.4m，单孔药量450g。炮孔填塞（见图5）。

通过查阅文献资料，在只有一个垂直水平临空面，没有侧向临空面时，孔深过浅，极易产生飞石和冲炮现象[3]。

图5 斜孔参数示意图 图6 斜孔装药结构图

2.2.3 中上部辅助孔均为水平孔，孔深1.2m，孔距0.8m，排距0.5m、0.7m，单孔药量225g、300g，为自下而上一次单孔起爆的压炮炮孔（见图7）。炮孔填塞。

底板孔为水平孔，孔深1.3m，孔距0.8m，孔药量450g。炮孔不填塞（见图9）。周边孔为水平孔，孔深1.4m，孔距为0.8m，单孔药量225g，双孔起爆。炮孔不填塞（见图8）。

2.3 起爆网路设计

拱顶双层预裂孔单孔起爆，斜孔、辅助孔临煤气主管线岩体部分单孔起爆，远离部分双孔起爆，底板孔、周边孔均双孔起爆。孔内管1～20段充分合理运用，孔外用5段连接各起爆部分。拱顶双层预裂先行起爆，随后为一排斜孔，起掏槽效果，最后起爆周边孔和底板孔。双层预裂形成的破碎带阻断了主爆区爆破地震波对被保留岩体的扰动影响，斜孔掏槽为辅助孔创造了新的临空面，周边孔及底板孔确定最后轮廓线，至此完成上台阶掘进。

3 爆破振动计算

根据萨道夫斯基公式计算爆破振动速度

V=K·（Qm/R）？鄣 （1）

靠近拱顶辅助孔：

V=200×（0.2251/3/1.5）1.8=38.86cm/s

远拱顶辅助孔：

V=200×（0.31/3/2.2）1.8=13.44cm/s

下部斜孔：

V=200×（0.451/3/5）1.8=6.83cm/s

4 结束语

这种下穿距离0.7m的煤气管线的环境对于城市地铁隧道施工来说属于在复杂环境下的高危施工操作，处理不当，便会造成极大的损失，小则延误工期，大则伤及人身安全、影响城市建设。双层预裂孔、斜孔爆破、不耦合装药等一系列爆破相关技术的运用，大大降低了钻爆法施工对隧道周边岩体的不良扰动，进而减弱了岩体对近距离煤气管线的伤害，使地铁隧道得以成功贯通，缩短了工期，提高了工效，降低了成本，工程得以提前竣工。

参考文献

[1]刘殿中，杨仕春.工程爆破[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[2]GB6722-2003爆破安全规程[S].中华人民共和国标准.北京：中国标准出版社，2004.

[3]王旭光，郑炳旭，张正忠.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.

作者简介：李壮清，（1986-），工程硕士在读，研究方向：岩土、地下工程。endprint

摘 要：随着社会发展进程的突飞猛进，地铁建设已成为城市化发展的一个重要标志。大连地铁隧道某出入口位于市中心繁华区，地下管网错综复杂，距隧道拱顶0.7m处有一条煤气主管线。普通的钻爆法施工根本无法满足需要，单纯机械开挖成本高，工效低，工期又长。采用双层预裂、斜孔掏槽等一系列钻爆技术措施，解决了超小净距钻爆施工的技术难题。为今后同类工程施工提供指导性建议。

关键词：地铁隧道；小净距；斜孔掏槽；预裂爆破

1 工程概况

大连地铁隧道某出入口地表为街道商业区，周边建筑物密集，管线、管道众多。东侧为人流密集的西安路，西侧30m店铺林立的商业区，南侧10m为公交车站及长客站点，北侧15m为沙河口火车站。隧道设计跨度7m，高8.35m，断面面积58.45m2，拱顶距一条直径300mm的煤气主管线距离为0.7m（见图1）。煤气主管线铺设时采用钻爆施工，管线下方岩体势必已受到爆破施工的扰动。因此新隧道的钻爆作业必须要保证煤气主管线不再受爆破振动的破坏，确保煤气管线不会因隧道拱顶下沉或位移变形而发生泄漏的事故，同时还要确保周边商业店铺的财产不受损失以及行人、乘客的人身安全。

该范围地质受断层影响，岩体破碎。岩层为全-中风化钙质板岩以及全-中风化辉绿岩，岩体节理裂隙极其发育，连续性差。

2 爆破设计方案

2.1 总体方案

隧道采用台阶法钻爆施工。上台阶总体采用拱顶的双层预裂，下部斜孔单孔掏槽，中部压炮的掘进方案（见图2）。下台阶为正常钻爆施工，这里不做详细叙述。

图1 隧道断面与管线位置图 图2 炮孔分布图

2.2 孔网及装药结构参数设计

详细爆破参数见表1。

2.2.1 拱顶采用双层预裂，隔孔装药。内侧一层孔深1.4m，孔距0.25m，排距0.3m，单孔药量150g。将药卷分3段，由导爆索固定装入孔内（见图3）。外侧一层孔深1.4m，孔距0.25m，每孔装2根1m长导爆索即可（见图4）。炮孔均不填塞。装药结构均为不耦合装药。空孔为装药孔增加了临空面，不耦合装药增加了布药的分散性。这样可以减少振动速度计算公式中K和α值，减小爆破振动强度，还可以降低爆压峰值和延长作用于介质的时间。在其他条件相同的情况下，可以降低爆破振动峰值[3]。

双层预裂起爆后，可在主爆区与被保留岩体间形成一道宽300mm左右的破碎带，大大降低了主爆区爆破地震波对被保留岩体的扰动影响，进而减弱了对煤气主管线的振动损伤程度。资料证明，条件相同时，采用预裂爆破的降振效果能达到70～80%[3]。

2.2.2下部不设置水平掏槽孔，在隧道底板以上2.2m处斜向下钻孔。斜孔倾角40°～60°之间，孔底落点距掌子面水平距离在1.m～1.3m之间，孔距0.4m，孔深约1.9～1.4m，单孔药量450g。炮孔填塞（见图5）。

通过查阅文献资料，在只有一个垂直水平临空面，没有侧向临空面时，孔深过浅，极易产生飞石和冲炮现象[3]。

图5 斜孔参数示意图 图6 斜孔装药结构图

2.2.3 中上部辅助孔均为水平孔，孔深1.2m，孔距0.8m，排距0.5m、0.7m，单孔药量225g、300g，为自下而上一次单孔起爆的压炮炮孔（见图7）。炮孔填塞。

底板孔为水平孔，孔深1.3m，孔距0.8m，孔药量450g。炮孔不填塞（见图9）。周边孔为水平孔，孔深1.4m，孔距为0.8m，单孔药量225g，双孔起爆。炮孔不填塞（见图8）。

2.3 起爆网路设计

拱顶双层预裂孔单孔起爆，斜孔、辅助孔临煤气主管线岩体部分单孔起爆，远离部分双孔起爆，底板孔、周边孔均双孔起爆。孔内管1～20段充分合理运用，孔外用5段连接各起爆部分。拱顶双层预裂先行起爆，随后为一排斜孔，起掏槽效果，最后起爆周边孔和底板孔。双层预裂形成的破碎带阻断了主爆区爆破地震波对被保留岩体的扰动影响，斜孔掏槽为辅助孔创造了新的临空面，周边孔及底板孔确定最后轮廓线，至此完成上台阶掘进。

3 爆破振动计算

根据萨道夫斯基公式计算爆破振动速度

V=K·（Qm/R）？鄣 （1）

靠近拱顶辅助孔：

V=200×（0.2251/3/1.5）1.8=38.86cm/s

远拱顶辅助孔：

V=200×（0.31/3/2.2）1.8=13.44cm/s

下部斜孔：

V=200×（0.451/3/5）1.8=6.83cm/s

4 结束语

这种下穿距离0.7m的煤气管线的环境对于城市地铁隧道施工来说属于在复杂环境下的高危施工操作，处理不当，便会造成极大的损失，小则延误工期，大则伤及人身安全、影响城市建设。双层预裂孔、斜孔爆破、不耦合装药等一系列爆破相关技术的运用，大大降低了钻爆法施工对隧道周边岩体的不良扰动，进而减弱了岩体对近距离煤气管线的伤害，使地铁隧道得以成功贯通，缩短了工期，提高了工效，降低了成本，工程得以提前竣工。

参考文献

[1]刘殿中，杨仕春.工程爆破[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[2]GB6722-2003爆破安全规程[S].中华人民共和国标准.北京：中国标准出版社，2004.

[3]王旭光，郑炳旭，张正忠.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.

作者简介：李壮清，（1986-），工程硕士在读，研究方向：岩土、地下工程。endprint

摘 要：随着社会发展进程的突飞猛进，地铁建设已成为城市化发展的一个重要标志。大连地铁隧道某出入口位于市中心繁华区，地下管网错综复杂，距隧道拱顶0.7m处有一条煤气主管线。普通的钻爆法施工根本无法满足需要，单纯机械开挖成本高，工效低，工期又长。采用双层预裂、斜孔掏槽等一系列钻爆技术措施，解决了超小净距钻爆施工的技术难题。为今后同类工程施工提供指导性建议。

关键词：地铁隧道；小净距；斜孔掏槽；预裂爆破

1 工程概况

大连地铁隧道某出入口地表为街道商业区，周边建筑物密集，管线、管道众多。东侧为人流密集的西安路，西侧30m店铺林立的商业区，南侧10m为公交车站及长客站点，北侧15m为沙河口火车站。隧道设计跨度7m，高8.35m，断面面积58.45m2，拱顶距一条直径300mm的煤气主管线距离为0.7m（见图1）。煤气主管线铺设时采用钻爆施工，管线下方岩体势必已受到爆破施工的扰动。因此新隧道的钻爆作业必须要保证煤气主管线不再受爆破振动的破坏，确保煤气管线不会因隧道拱顶下沉或位移变形而发生泄漏的事故，同时还要确保周边商业店铺的财产不受损失以及行人、乘客的人身安全。

该范围地质受断层影响，岩体破碎。岩层为全-中风化钙质板岩以及全-中风化辉绿岩，岩体节理裂隙极其发育，连续性差。

2 爆破设计方案

2.1 总体方案

隧道采用台阶法钻爆施工。上台阶总体采用拱顶的双层预裂，下部斜孔单孔掏槽，中部压炮的掘进方案（见图2）。下台阶为正常钻爆施工，这里不做详细叙述。

图1 隧道断面与管线位置图 图2 炮孔分布图

2.2 孔网及装药结构参数设计

详细爆破参数见表1。

2.2.1 拱顶采用双层预裂，隔孔装药。内侧一层孔深1.4m，孔距0.25m，排距0.3m，单孔药量150g。将药卷分3段，由导爆索固定装入孔内（见图3）。外侧一层孔深1.4m，孔距0.25m，每孔装2根1m长导爆索即可（见图4）。炮孔均不填塞。装药结构均为不耦合装药。空孔为装药孔增加了临空面，不耦合装药增加了布药的分散性。这样可以减少振动速度计算公式中K和α值，减小爆破振动强度，还可以降低爆压峰值和延长作用于介质的时间。在其他条件相同的情况下，可以降低爆破振动峰值[3]。

双层预裂起爆后，可在主爆区与被保留岩体间形成一道宽300mm左右的破碎带，大大降低了主爆区爆破地震波对被保留岩体的扰动影响，进而减弱了对煤气主管线的振动损伤程度。资料证明，条件相同时，采用预裂爆破的降振效果能达到70～80%[3]。

2.2.2下部不设置水平掏槽孔，在隧道底板以上2.2m处斜向下钻孔。斜孔倾角40°～60°之间，孔底落点距掌子面水平距离在1.m～1.3m之间，孔距0.4m，孔深约1.9～1.4m，单孔药量450g。炮孔填塞（见图5）。

通过查阅文献资料，在只有一个垂直水平临空面，没有侧向临空面时，孔深过浅，极易产生飞石和冲炮现象[3]。

图5 斜孔参数示意图 图6 斜孔装药结构图

2.2.3 中上部辅助孔均为水平孔，孔深1.2m，孔距0.8m，排距0.5m、0.7m，单孔药量225g、300g，为自下而上一次单孔起爆的压炮炮孔（见图7）。炮孔填塞。

底板孔为水平孔，孔深1.3m，孔距0.8m，孔药量450g。炮孔不填塞（见图9）。周边孔为水平孔，孔深1.4m，孔距为0.8m，单孔药量225g，双孔起爆。炮孔不填塞（见图8）。

2.3 起爆网路设计

拱顶双层预裂孔单孔起爆，斜孔、辅助孔临煤气主管线岩体部分单孔起爆，远离部分双孔起爆，底板孔、周边孔均双孔起爆。孔内管1～20段充分合理运用，孔外用5段连接各起爆部分。拱顶双层预裂先行起爆，随后为一排斜孔，起掏槽效果，最后起爆周边孔和底板孔。双层预裂形成的破碎带阻断了主爆区爆破地震波对被保留岩体的扰动影响，斜孔掏槽为辅助孔创造了新的临空面，周边孔及底板孔确定最后轮廓线，至此完成上台阶掘进。

3 爆破振动计算

根据萨道夫斯基公式计算爆破振动速度

V=K·（Qm/R）？鄣 （1）

靠近拱顶辅助孔：

V=200×（0.2251/3/1.5）1.8=38.86cm/s

远拱顶辅助孔：

V=200×（0.31/3/2.2）1.8=13.44cm/s

下部斜孔：

V=200×（0.451/3/5）1.8=6.83cm/s

4 结束语

这种下穿距离0.7m的煤气管线的环境对于城市地铁隧道施工来说属于在复杂环境下的高危施工操作，处理不当，便会造成极大的损失，小则延误工期，大则伤及人身安全、影响城市建设。双层预裂孔、斜孔爆破、不耦合装药等一系列爆破相关技术的运用，大大降低了钻爆法施工对隧道周边岩体的不良扰动，进而减弱了岩体对近距离煤气管线的伤害，使地铁隧道得以成功贯通，缩短了工期，提高了工效，降低了成本，工程得以提前竣工。

参考文献

[1]刘殿中，杨仕春.工程爆破[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[2]GB6722-2003爆破安全规程[S].中华人民共和国标准.北京：中国标准出版社，2004.

[3]王旭光，郑炳旭，张正忠.爆破手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.

作者简介：李壮清，（1986-），工程硕士在读，研究方向：岩土、地下工程。endprint