城区近接隧道微震爆破技术应用研究

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

一、引言

近年城市地下交通飞速发展。建设城市地下交通目前主要有两种方式，机械施工法和爆破法。机械施工主要是盾构机掘进，盾构机施工法的优点是噪音小、震动低、无飞石、安全性高等特点，缺点是施工效率低、成本高，在一般城市建设中无法承担高昂的成本；爆破法的优点是效率高、成本低，缺点是产生的震动大、噪音大、安全性差，在城市隧道建设中存在一定的隐患。

重庆这座飞速发展的城市，正在大力建设地下交通。目前地下交通建设主要采用了控制爆破掘进法，而红岩村隧道原方案采用毫秒雷管爆破但震动太大，不能满足城市复杂环境的安全要求。

红岩村隧道以为例，为解决毫秒雷管爆破法在城市复杂环境中存在的诸多问题，决定与秒雷管进行爆破效果对比。

二、工程概况

红岩村隧道三纵线红岩村隧道左线ZK6+679～800段共121m右线YK6+677～798段共121m。

三、爆破环境

(一)地形地貌。红岩村隧道上跨轨道交通环线段隧道埋深约30m左右，属于深埋段，拱顶10m范围内为砂岩，再往上为砂质泥岩，地表为交通主干道谢陈路，临近有高层建筑华宇大厦(12层)，主体为钢筋混凝土结构，基础为桩基，桩底距红岩村隧道拱顶结构线约11m，此处开挖有较大风险。

(二)地质构造。工程处于金鳌寺向斜西翼，为川东褶皱束中沙坪坝—重庆复式褶皱曲中的次一级褶曲，无断裂构造通过，构造裂隙不发育。据调查测绘，场地岩层倾向 140°，倾角8°，局部倾角15°。

(三)工程特点。(1)爆破区处于闹市，施工环境十分复杂，周边建筑设施较多，需保护的重要市政管线也很繁多，需对震动和飞石进行严格控制，对保证爆破安全的技术要求很高。(2)隧道埋深很浅，两个隧道间的间距也很小，加大了爆破的难度，采用常规的爆破方式，很难满足施工要求。爆破开挖必须确保边坡围岩稳定。(3)爆破震动、粉尘、噪声对施工区域附近场所影响大，容易扰民，施工必须将爆破对环境、人员的影响降到最低。

四、爆破参数

(一)参数设计。(1)施工方法：三台阶法施工；(2)钻孔参数：孔径40mm，孔深1m-3m，竖楔形掏槽；

(二)爆破器材。2号岩石乳化炸药、秒雷管。

(三)爆破方案。(1)第一组方案：全部使用秒雷管。施工时在尽量达到错峰减震爆破目的的同时，充分实现爆破震动反向叠加，降低爆破震动。(2)第二组方案：全部使用毫秒雷管。

五、爆破效果分析

两组方案爆破效果分析，爆破震动检测点距爆区分别为隧道上方(10m)。

(一)爆破震动数据。第一组爆破方案测振结果见图1，第二组爆破方案测振结果见图2。

(二)爆破震动数据对比分析。图1显示，爆破震速最大为0.57cm/s，达到最大振速的时刻为0.0843s，即：产生最大震动速度的段位是集中在掏槽眼；图2显示，爆破震速最大为0.82 cm/s，达到最大振速的时刻为0.068s,即：产生最大振动速度的段位也是集中在掏槽眼。秒雷管的爆破最大质点振速与毫秒雷管相比，降低了31%。

图1

图2

六、结论

通过比较秒雷管、毫秒雷管爆破方案效果得出以下结论：

(1)秒雷管在复杂城市环境中爆破，在尽量实现错峰减震机理的同时，充分达到爆破震动反向叠加，降低爆破震动，经爆破震动测试与分析，该设计相对毫秒雷管在爆破中的振动有效降低了爆破震动达30%～70%。

(2)在城市负载环境爆破工程中，使用毫秒雷管产品不仅减少和控制爆破震动产生的危害，并且提高了施工效率。