浅埋铁路隧道弱爆破施工技术与质量控制--中国期刊网

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浅埋铁路隧道弱爆破施工技术与质量控制

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：许刚刚

[导读] 摘要：随着时代的进步，铁路工程建设越来越完善。文章围绕浅埋铁路隧道弱爆破施工技术要点和设计方案展开探讨，再提出相适应的质量控制措施，从而提高弱爆破施工技术的应用水平，推动浅埋铁路隧道工程领域的发展。

        中铁隧道股份有限公司河南郑州 450000
        摘要：随着时代的进步，铁路工程建设越来越完善。文章围绕浅埋铁路隧道弱爆破施工技术要点和设计方案展开探讨，再提出相适应的质量控制措施，从而提高弱爆破施工技术的应用水平，推动浅埋铁路隧道工程领域的发展。
        关键词：浅埋铁路隧道；弱爆破；施工技术；质量控制
        引言
        隧道弱爆破开挖过程中，一旦出现超挖不仅会增加施工成本、减慢施工进度，而且还会对铁路隧道工程的施工质量造成一系列影响。对此，为有效避免超挖，相关技术及管理人员必须对其严格把控、高度重视，并在爆破施工中严格落实各环节质量控制举措，进而为提高铁路隧道建设的质量提供支持。
        1浅埋隧道施工原则
        1.1水下软弱含水地层隧道施工原则如下
        (1)坚持“有疑必探,有水必注”。摸清隧道开挖前方地层地质和水文特征,确定合理的注浆方案,提高注浆效果,有效加固围岩。(2)“严格注浆,超前管棚(小导管)”。确保隧道实现安全开挖。杜绝突水、突泥事故发生。(3)“缩短开挖,加强支护”。达到快速封闭岩面,禁止冒顶、塌方事故出现,为继续开挖创造安全条件。(4)“专人观察,定时量测”。准确、及时地获取第一手现场观测资料,为分析围岩受力、调整、优化开挖与初期支护方案提供科学依据。
        1.2软弱地层隧道开挖原则
        (1)浏阳河水下软弱地层隧道矿山法施工段,设计优先考虑使用机械开挖,可选用单臂掘进机开挖隧道断面各部的中间和下部位置,用铣挖机开挖周边部分。(2)使用机械开挖确实遇到很大困难、施工进度特别缓慢时,可考虑采用弱爆破方法开挖。(3)弱爆破即微振控制爆破,遵循“多打眼,少装药,多级别,短进尺,弱振速”原则。严格控制同一段雷管起爆装药量,使爆破振动速度降低到安全范围内,严禁为了盲目追求进度实行全断面深孔大爆破,“把天捅破”,人为造成特大事故,甚至使隧道报废。(4)要对爆破进尺、超欠挖、围岩松动圈、爆破块度等进行观测和分析,尤其是前三个钻爆循环,对弱爆破初步方案的参数进行修正,使炮眼数目、炮眼间距、装药量、抵抗线等参数逐步接近实际,达到合理,尽量减少对围岩的扰动,又能达到破碎岩石,提高炮眼利用率。(5)必须使用具有高阻力和良好塑性的湿润粘土炮泥将剩余炮孔长度全部封闭,这种粘土炮泥遇水膨胀,封堵效果良好,炸药爆炸时阻止爆生气体自炮孔内逸出,增加爆炸应力波的作用时间和传给岩石的缓冲能量,增大炮孔底部爆力,充分破碎岩石,能减少装药量,降低爆破振动速度,减少对围岩的扰动,缩小围岩松动圈,提高施工安全性。
        2弱爆破设计方案
        2.1爆破器材选用
        本地段Ⅴ级围岩爆破炸药选用二级煤矿许用乳化炸药，采用φ35mm（0.95-1.25g/cm），长度200mm药卷。雷管选用煤矿许用毫秒延期电雷管（延期时间不超过130m•s），起爆采用电起爆方式（串联起爆网络），电爆系统中的电线、闸刀开关和起爆器均采用防爆型。
        2.2掏槽形式设计
        钻孔所用设备为YT－28型风动凿岩机。以3-5个雷管为一组，将掌子面划分为两个区域，左侧为双号段，从6段开始，依次为6、8、10……右侧则为单号段，从5段开始，依次为5、7、9……在此基础上，相邻两组间均配备雷管，从而达到有效串联的效果，再将其稳定连接至起爆器，顺利完成起爆作业。
        2.3炮眼数目
        合理布置掏槽眼，再综合考虑现场地质情况及开挖面的尺寸，布设周边眼和辅助眼。需注意的是，应合理选用周边眼的装药方式，具体以不连续装药为宜。

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        2.4装药结构设计
        围岩循环进尺设为0.6m，孔深1.0m。爆破的扰动性较强，易导致地表构筑物及隧址区的围岩发生失稳现象，为尽可能避免此问题，宜采取半断面微台阶预裂爆破开挖的方式，按照周边眼、掏槽眼、辅助眼、底板眼的顺序有序完成各孔的爆破作业。炮眼间距(E)、不偶合系数(の)和装药集中度(q)三项参数均会在不同程度上影响预裂爆破效果，因此需加强对各项参数的控制，具体有:E取0．4m、D取1．5、q取值范围为0．07-0．2kg•m－1，具体应充分考虑现场岩体的软硬程度，由此确定合适的数值。
        3爆破作业安全控制措施
        3.1爆破材料方面
        （1）领用爆破材料时，要严格遵守领退规定以及雷管编号规定等有关制度；
        （2）爆炸材料的运送，从库内将爆破材料领出来，一定要立即运往目的地，避免中途停留；（3）乳化炸药使用小型汽车运输，且要求有爆破工一路护送，注意炸药码放要低于车上沿。关于雷管，一定要由放炮员通过专门的雷管箱亲自送往隧道目的地；（4）在爆破结束后，严禁在隧道里面放置爆炸材料；其他的物件不能与爆炸材料一起运送，车行速度要低于2m/s。
        3.2装配装药方面
        （1）起爆药卷的装配以及炮孔装药的过程中，关于引爆药卷的装配，要在隧道里面顶板以及支架都没有任何损害，并避免接触到电器设备以及导电体的周围实施。起爆药卷要根据当时的实际需要确定；（2）关于雷管的装入，一定从药卷顶部开始，避免雷管取代竹、木棍进行扎眼。要避免雷管发生任何震动以及冲击，造成对绝缘层的破坏。当雷管放进药卷以后，一定要通过脚线将药卷缠好；（3）在进行装药前，一定要通过冲孔器对炮孔进行清洁，将其内的岩粉清理干净，通过木质炮棍慢慢地把药卷推进去，避免发生冲撞以及捣实。所有的药卷一定要相互密接；没有封泥、如果封泥不足的话，不能爆破；（4）关于炮眼深度和封泥长度方面的要求：如果炮眼没有达到0.6m深的话，禁止装药爆破。如有特殊情况，例如挑顶以及挖底等需要浅眼爆破，这时候要制定安全方案，不过一定要将炮泥封满；若炮眼有0.6m～1.0m深的话，那么封泥长度要超过炮眼深度的一半；若炮眼比1.0m深的话，那么封泥要超过0.5m长；若炮眼比2.5m深的话，那么封泥长度要超过1.0m；（5）关于光面爆破，要通过炮泥对其周边的光爆孔进行封实，其封泥长度要超过0.3m；（6）在打眼装药时，风筒与工作面要保持小于6m的距离。
        3.3放炮工作
        （1）放炮过程中加强质量控制，严格遵循“三人连锁放炮制”。（2）正式爆破前做好全面的检查工作，若现场各方面的施工条件无误，则在距离掌子面150m处拉设警戒线，组织施工人员撤离现场，在确保安全后方可发出起爆命令，爆破工接收到该指令后释放爆破信号，以便进一步提醒周边人员，经5s后方可正式起爆。（3）对于已完成装药的炮眼，必须合理调整施工进度，在当班时间内完成爆破作业。若因特殊情况导致当班未完成，爆破工必须将实际情况完整告知下一班组的爆破工，且详细记录各项信息。（4）经过爆破作业后，爆破工及其安全员深入现场做全面的检查工作，若存在问题则及时处理到位。（5）对于因连线不当而引发的拒爆现象需再次连接，若无误方可重新起爆;以拒爆所处位置为基准，在其0.3m外的区域再次打炮眼，并组织装药起爆作业;施工前需避免铲刨行为。不宜在残眼底部加深炮眼，且不可利用高压风清理残留的杂物，否则均容易出现质量问题;在顺利解决好拒爆眼的相关问题后，爆破工全面检查炸落的碎石，分析其是否残留未引爆的雷管，需将该部分完整收集，不可遗留在现场。（6）完成放炮作业后应加强现场通风，必须在45min内完全吹散现场的炮烟，考虑到爆破期间粉尘量较大的特点，可通过洒水的方式加以处理，减少环境污染。
        结语
        该隧道通过弱爆破施工的方式使暗挖隧道得以加速施工，不仅经济效益较高，而且进度快。此外，还得到了关于超浅埋过江隧道弱爆破施工方面的一些经验，这对相似的工程，不管是在施工管理还是在技术以及成本控制方面都有很重要的参考作用。
        参考文献
        [1]刘宏．浅埋铁路隧道弱爆破施工方法及控制措施[J]．筑路机械与施工机械化，2020，30(2):66－68．
        [2]朱浩波．大断面浅埋高速铁路隧道施工关键技术研究[J]．北京:北京交通大学，2019．
        [3]杨海波．浅埋铁路隧道弱爆破的施工及控制措施[J]．中华建设，2019，19(8):260－261．