中交一公局集团盾构公司 北京市 100024
摘要：暗挖隧道施工中爆破开挖质量控制一直是施工的重难点，超挖过多不仅造成出渣量和衬砌量增多，而且提高了工程造价，由于局部超挖会产生应力集中，影响围岩的稳定性，超挖也给后续施工工序，如喷射混凝土、铺设防水板等作业造成一定的困难;欠挖则直接影响衬砌的厚度，处理起来费时费力。所以无论是超挖还是欠挖对隧道施工的工期、安全、质量以及经济效益都有直接的影响和损失。因此，减少隧道超欠挖，开展提升隧道爆破质量的技术研究显得尤为重要。
关键词：地铁施工；暗挖隧道；爆破施工
1工程概述
1.1工程概况
某市轨道交通十八号线工程横沥站~番禺广场站区间矿山法隧道位于番禺广场站南端，有18号线左线、右线、22号线左线、右线、陇枕出场线、入场线共6条线路并行，线路大致呈南北走向，最小线间距6m，线路平面最小曲线半径为600m，线路最大纵坡4.6‰。本区间矿山法隧道设置3个单洞双线隧道。
1.2地质条件
本场地地貌属于珠江三角洲冲积平原（滨海沉积区），本场地地形较平坦，相对高差较小，沿线地面高程一般为6.12～8.18。以施工场地、板房、河涌为主。隧道大部分下穿中风化花岗岩，少量位于微风化花岗岩岩层。
1.3工程重点分析
矿山法暗挖区域周边环境较好，但爆破过程中需要严格控制单段药量，防止爆破振动对周边环境造成影响。项目采取的措施有：（1）严格控制单段药量，根据距离建构筑物的远近及监测数据适当调整循环进尺，防止对构筑物造成影响。（2）采取合理的减震措施比如：孔底装水袋，减少单孔的装药量。
2施工方案
本文主要就1#施工横通道暗挖爆破进行研讨，横通道采用台阶法开挖，台阶长度3～5m，上下台阶总长度以10~15m为宜。隧道开挖方式采用矿山法开挖的方式，上台阶将渣拔到中下台阶，下台阶出碴利用装载机或者挖掘机装碴，汽车运碴至竖井用提升斗运至堆土场。
3主要施工步骤
上断面开挖及支护→中下断面开挖及支护→超前小导管支护→初期支护→仰拱衬砌及底板回填→拱、墙二次衬砌。
4炮眼布置
横通道高12.86m，宽8.7m。横通道采用矿山法爆破，采用上下台阶隧道爆破。每榀进尺为0.5m，爆破时采用每次进2~4榀。掏槽区炮眼深度控制在1.3~2.5m左右。辅助孔采用梅花状均匀布孔。周边孔间距取400～600mm，最小抵抗线取400～600mm；辅助孔间距取600～1000mm；掏槽孔间距取1200～2500mm，掏槽孔斜度为60°~75°。具体参数在试爆后作进一步调整。爆破时先爆破上台阶，再爆破中台阶，最后爆破下台阶。
5装药结构
为避免散杂电流影响，选用国产Ⅱ系列15段非电毫秒雷管；结合炮孔直径和防水要求选用准32的乳化炸药。均采用反向不耦合连续装药，如图1所示，横通道的周边孔、隧道的周边孔采用空气不耦合间隔装药，如图2所示，为了确保爆破效果炮孔的填塞长度一般不得小于炮孔长度的1/3，堵塞材料：浅孔台阶爆破采用米石堵塞，横通道、隧道掘进爆破采用炮泥堵塞。
6爆破起爆网路
设计爆破网络为孔内微差，导爆管雷管一般跳段（奇数段位）使用，使段间间隔时间大于50ms，防止地震波相叠加而产生较大的振动。
7爆破安全设计
7.1爆破振动有害效应控制及预防措施
（1）合理选取爆破参数，布置钻孔孔距、排距，钻孔方向和钻孔深度。（2）严格控制单孔装药量、禁止超装药量，大量爆破施工前先进行试爆，以此调整合适的单孔装药量和炸药单耗。（3）扩大安全警戒范围，保证人员、机械撤离到安全区域。（4）采用毫秒延时起爆网路，控制最大单孔起爆药量，合理布置起爆点和传爆方向。
7.2防飞石措施
本工程为隧道矿山法爆破施工作业，作业面位于地底，每次爆破需依照设计严谨作业，严格控制药量，飞石不会飞出竖井，所有人员撤出隧道、撤到井口，可有效的防止飞石造成的伤害影响。
8控制隧道开挖质量的措施
8.1超前地质预报
由于施工前方围岩的地质条件复杂多变且难以预测，因此，在施工过程中对掌子面前方的地质情况进行超前预报是十分重要的。超前地质预报亦是隧道信息化施工重要组成部分，目前国内通常应用地质雷达(GPＲ)作为超前地质预报的主要手段，它是一种较新的地球物探方法，具有操作简单、便于携带、扫描速度快、分辨率高和图像直观等诸多优点。
地质雷达在应用过程中，是通过岩土体自身的性质差异来完成探测工作。由于不同的围岩介质有不同的带电性，对电磁波的反射、折射、散射也大不相同。地质雷达先通过天线T发射高频电磁波，高频电磁波遇到存在电性差异的分界面时，会被不同程度的吸收、衰减和反射。然后利用天线Ｒ完成对反射波的接收。电磁波在不同电性介质的传播过程中其场强、路径、波形都会发生明显变化。利用系统软件研究分析回波特性，从而推测出目标体的空间位置、形状、分部情况等，实现了对隧道地质预报的目的。
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图1反向不耦合连续装药
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图2空气不耦合间隔装药
8.2提高钻孔精度
通过对入场线隧道若干循环开挖断面统计分析，发现钻孔精度对隧道超欠挖的控制有密切的联系。钻孔精度对隧道超挖影响主要是周边孔外插角θ、开孔位置e和钻孔深度L，它们与超挖高度h有如下关系:
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随着外插角和钻孔深度的增加，超挖高度也逐渐增大。钻孔深度L可以在施工中控制，在其他因素不变的条件下减少钻孔深度对减少超挖是有利的。而外插角θ主要取决于钻工的实际操作水平。所以控制合理的开挖进尺，做好工人技术培训工作是很重要的环节。另外隧道测量工作也要做到精益求精，施工中建立“二级复核”制及测量双检制，加密控制网，保证能有较多的“多余观测条件”，以保证施工测量精度。过程中采用多重测量的方法，工班测量人员进行放样，项目部测量进行复核，确认无误后方可开钻施工，同时定期对隧道内导线点及控制点进行复核，对测量仪器进行校准。
8.3加强现场施工管理
在隧道的施工过程中制定开挖质量管理制度，实行技术人员定岗定责制，加强日常对开挖过程中的技术指导与监督。针对每一次爆破参数及施工方法的变化，要提前对施工人员做技术交底，使其明确具体的工艺流程，布孔、钻孔、装药、联网等技术要求。定期对工人进行技术考试，观察其掌握情况，开展奖惩制度，对于开挖质量控制良好的和不达标的分别给予奖励与处罚，充分调动大家的生产积极性。现场技术员要针对每个开挖循环的实际情况填写《爆破开挖效果分析表》，做到一循环一指导、一循环一记录、一循环一分析。总结本次开挖的不足，分析具体原因查漏补缺，突破解决问题的合理性方法。
结束语
本文通过某市地铁区间暗挖爆破的施工中，采用CRD法、双侧壁导坑法等施工方法，并通过炮眼布置、炮眼深度、雷管段数、单孔药量及单段药量等参数进行合理优化，在装药结构和起爆网络上进行合理安排，并对安全防护措施进行了相关介绍。
参考文献
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