新龙门隧道临近既有隧道控制爆破开挖

张倚逾，肖 刚，郑卓渊

(1.中铁五局赣龙指挥部，福建龙岩市 346200；2.国防科技大学，湖南长沙 410072)

新龙门隧道临近既有隧道控制爆破开挖

张倚逾1，肖 刚1，郑卓渊2

(1.中铁五局赣龙指挥部，福建龙岩市 346200；2.国防科技大学，湖南长沙 410072)

新建隧道临近通车的既有隧道最小净距只有19 m。爆破掘进施工过程中采用上下台阶多断面开挖，严格控制爆破振动，确保了施工期间既有隧道内设施安全和列车的正常运行。

隧道掘进；多台阶开挖；振动控制；安全防护

1 工程概况

(1)周围环境。新建龙门隧道位于福建省龙岩市新罗区境内，与既有赣龙线龙门隧道并行，进口邻近距离28 m，出口邻近距离32 m，两隧道间最小净距19.19 m，最大净距21.93 m，隧道全长705 m。进口环境如图1所示，左侧隧道为已通车的既有赣龙线龙门隧道，右侧为新建隧道，距离民房最近距离为60 m。

图1 爆破切口周边环境

(2)地质条件。隧道洞身均为砂岩夹石英砂岩、砂岩夹页岩，各级围岩长度分别为：Ⅲ级60 m，Ⅳ级180 m，Ⅴ级465 m；隧道洞身最大埋深112.5 m，洞身最浅埋深(口部)为2.5 m。

(3)施工要求。施工期间不能影响既有隧道列车的正常运行，不得损坏既有隧道内的一切设施。在既有线及房屋建筑群附近设置防护排架等保护措施。

2 爆破方案设计

2.1 总体方案

根据工程环境和技术要求，从控制爆破危害效应对既有隧道内的设施和周围建筑物影响、控制工程施工进度的要求考虑，洞口段开挖过程中，应通过多次试爆，选择合理的爆破参数，遵从“宁散勿飞”的爆破原则，并在既有线及房屋建筑群附近设置防护排架等保护措施；洞身段采用微震爆破技术进行开挖，多台阶、短进尺、浅钻孔、密布眼、少装药及间隔微差起爆等措施，降低对既有线、房屋建筑群的影响。对既有线构筑物的震动速度进行动态监测。

2.2 爆破技术参数的确定

(1)爆破台阶的选择。选择上下两台阶爆破开挖法(如图2所示)，首先开挖上部断面1并完成拱圈衬砌工作，再按2，3的顺序进行下部爆破开挖。上台阶超前3～5 m后再爆破下台阶。

图2 上下台阶开挖示意

(2)炮孔直径42 mm；炮孔深度，Ⅳ级围岩取1 m，Ⅴ级围岩取0.6～0.8 m；周边孔或预裂孔间距根据E/W＝0.5～0.8确定，取40 cm；最小抵抗线w＝45～55 cm，取55 cm。

相关爆破参数如表1所示。

2.3 装药结构

掏槽孔及辅助孔采用连续装药周边孔采用不耦合装药，炸药卷间隔绑扎在竹片上，竹片长度与炮孔深度相等，药卷的间隔距离大致为10 cm，如图3所示。

表1 爆破参数

图3 周边孔装药结构示意

2.4 爆破网络设计

(1)起爆方式。切口爆破采用毫秒延期电雷管串联方式起爆，隧道内采用毫秒延期导爆管雷管，用击发针起爆导爆管雷管的方式起爆。

(2)起爆顺序。起爆顺序为掏槽孔、辅助孔、周边孔的顺序依次起爆。选用的雷管段别及延期时间见表2。

表2 雷管段别及延期时间

(3)起爆网路。把就近炮孔中伸出的非电导爆管雷管的脚线(10～20根)用1发毫秒1段的导爆管雷管反向过桥连接起来，再把所有的过桥雷管抓成一把用1发毫秒1段的导爆管雷管起爆。

(4)下台阶底板孔的起爆。底板孔爆破的传统方法是加大药量，并且最后同时起爆，以达到翻渣目的。实践中，底板孔的爆破振动仅次于掏槽孔的振动，对底板孔采用分段起爆的方式，以减少爆破振动。

(5)爆破振动控制。依据每循环断面炸药消耗量31 kg分成5个段起爆，每段最大单响药量为6.2 kg。取K＝200、α取1.8，则有：

最大单响起爆药量不超过6.2 kg时，在20 m处的平行既有隧道的振动速度为1.5 cm/s，远小于国家爆破振动安全允许标准，既有隧道是安全的。

3 爆破安全措施

(1)对既有龙门隧道衬砌存在缺陷段位置安装爆破振动检测仪，监测爆破振动的大小，以便及时调整爆破参数。

(2)对既有线的设备(如信号指示灯)进行专人监测；并确保施工期间特别是春运高峰期间车辆的正常运行。

(3)爆破施工前与龙岩车站取得联系，得到需从既有赣龙线龙门隧道经过的列车时刻表，确认隧道施工的爆破时间。

(4)隧道洞内爆破时，通过调度员联系既有线进出口嘹望站岗哨值班人员，确保既有线隧道内无列车运行时实施爆破。

(5)每次爆破时在远离工点处设置嘹望哨，建立安全预警机制，并做好相应的物资储备。

4 结 论

采用上下台阶分三次起爆，遵循“短进尺、多循环”的掘进方法可有效控制爆破振动。通过试爆调整爆破参数，每次试爆规模由小到大，根据爆破监测结果，确定一次起爆规模和单段起爆药量。确保了既有隧道内的设施安全和列车的的正常运行。

[1] 汪旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2011.

[2] GB6722-2014.爆破安全规程[S].

2016-09-21)

张倚逾(1972-)，男，湖南长沙人，教授级高工，主要从事铁路、公路及地铁施工和技术管理工作，Email：906051771＠qq.com。