减震孔与水压爆破相结合有效控制暗挖隧道通过困难边界条件的爆破振速

王小龙

【摘要】城市轨道交通建设中，暗挖隧道施工经常遇到困难边界条件，容易出现爆破振速难以控制，影响周边居民生活、建筑物、管线设施等情况。本文将重点介绍重庆轨道交通五号线建设过程中，有效结合减震孔与水压爆破来控制困难边界条件下暗挖隧道的爆破振速的方法和经验。

【关键词】减震孔水压爆破暗挖隧道;困难边界条件;爆破振速

重庆轨道交通五号线作为贯穿南北的交通干线，在石新路片区下穿老旧城区。石新路地下车站施工通道的爆破开挖，面对困难的边界条件，建设者们将减震孔与水压爆破结合运用，有效控制爆破振速，成功完成建設任务。笔者作为参建者之一，现将石新路站施工通道成功通过困难边界的方法和经验进行总结。

1、石新路站施工通道的困难边界条件

石新路站施工通道净宽6.0m～9.0m，净高5.5m～7.2m，除明挖敞口段，其余均为暗挖法施工的直墙拱型隧道，坡度为2%～14%，属Ⅲ级或Ⅳ级砂岩，分上下台阶爆破施工。石新路站施工通道横向下穿石新路，并且下穿地下人行通道和商业铺面，旁穿上世纪60年代5层砖结构房屋，施工通道上方有D426燃气主管道、自来水管。地下人行通道底板距离施工通道拱顶7.04m，砖结构房屋条形基础竖向距离施工通道拱顶10.41m，横向距离施工通道边墙1.22m，位置关系如图所示：

根据爆破安全规程及审批的爆破方案要求，以及保证附近居民舒适度和建筑设施安全性的需要，石新路站施工通道爆破振速应控制在1.0cm/s以内。但是，根据现场施工实际情况和相关经验及公式计算不采取其他特殊的减震爆破措施，很难达到1.0cm/s的振速要求。

2、减震孔与水压爆破相结合成功控制爆破振速

2.1  减震孔的设置

2.1.1  上台阶参数

1）钻孔直径φ80～100mm，环向间距0.3m，施工通道直线段钻孔长度10m～15m，曲线段钻孔长度5m;采用水平地质钻机成孔。

2）第一环减震孔布置在开挖轮廓线上，环向布设长度13.6m。

3）第二环减震孔布置在二圈眼，环向布设长度12.4m。

4）掏槽眼区域中心竖向布置四个中心减震孔，间距0.5m。

上台阶减震孔布置见图3。

2.1.2 下台阶参数

1）钻孔直径φ80～100mm，施工通道直线段钻孔长度10m～15m，曲线段钻孔长度5m;采用水平地质钻机成孔。

2）左右侧各设置两排，开挖轮廓线和距离开挖轮廓线内侧0.3m处各设一排，每排竖向布设长度3.1m。

下台阶减震孔布置见图4。

根据现场实时监测的爆破振速，可适当加密减震孔或者在第二环减震孔和掏槽眼之间的辅助区域再增加一环减震孔，以达到设计减震要求。

2.2  水压爆破水袋和炮泥的设置

水压爆破在炮眼的布置、炮眼数量、起爆时间和顺序等参数上与常规非水压爆破一致，不同点是在每个炮眼里增加了水袋和炮泥，装药结构发生变化。炮眼中水袋、炮泥、炸药的布置见图5。

2.3  起爆顺序和药量控制

为尽可能发挥爆破临空面和减震隔离带的减震作用，起爆顺序优化为：上台阶掏槽眼→二圈眼→周边眼→下台阶右侧→下台阶左侧。单段药量控制在2kg以内。

2.4 成功控制爆破振速

通过将减震孔和水压爆破结合使用，并加以优化起爆顺序和控制单段装药量，石新路站施工通道爆破开挖在通过困难边界条件时成功将爆破振速控制在1.0cm/s以内。

3、减震孔与水压爆破能够减小爆破振速的原因

3.1  减震孔能够减小爆破振速的原因

减震孔爆破就是利用爆破临空面和减震隔离带在爆破时对爆破震动能量的大量吸收及消耗，使隔离带后面的区域受到的震动大大减小。在开挖轮廓线周边布设减震孔形成了减震隔离带，在掏槽区增设减震孔增加了爆破临空面。减震孔的设置还可以减少一次爆破的装药量。

3.2 水压爆破能够减小爆破振速的原因

水压爆破就是利用水作为介质传播爆破应力波，水具有不可压缩性，爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎无损失，有利于破碎岩石。同时，水在爆炸气体作用下产生的"水楔"效应有利于岩石进一步破碎，炮眼中有水可以起到水雾降尘的作用，降低粉尘对环境的污染。水压爆破对空气冲击波、飞石及噪声等可有效控制。

结语：

重庆轨道交通五号线的实践表明，减震孔与水压爆破结合运用，能够有效的控制爆破振速。在城市建设中，通过困难边界条件的爆破开挖作业，可以广泛采取减震孔与水压爆破相结合的办法。

参考文献：

[1]庙延钢.张智宇.栾龙发.杨溢.特种爆破技术[M].北京.冶金工业出版社.2004.