陳命文

【摘要】在文物建設控制地帶范圍內進行爆破，對爆破有害效應的控制要求極其嚴苛，以下介紹在省級文物夏河塔建設控制地帶范圍內隧道開挖采用的爆破方法、爆破有害效應的控制措施、爆破振動的監(jiān)測方法。

【關鍵詞】鐵路隧道；爆破施工；文物保護；控制措施；監(jiān)測方法

一、引言

隨著公路、鐵路建設的增多，在復雜環(huán)境中爆破施工的情況將越來越多，但在文物附近實施爆破作業(yè)的案例尚不多見。本文通過對金溫鐵路擴能改造工程JWSG-Ⅲ標段夏河塔隧道實際施工方法的分析，為今后類似工程的施工積累經驗及借鑒作用。

二、工程概況

廈河塔隧道全長204.92m，其中進出口明洞段長26.92m，暗洞段長178m。全隧道主要為Ⅴ級圍巖，開挖斷面面積為143.92m2。省級文物廈河塔位于在建的廈河塔鐵路隧道的西面，塔底基礎比隧道拱頂高25m、兩者間最近水平距離為94m，兩者間斜距為97m。根據《古建筑防工業(yè)振動技術規(guī)范》的要求，爆破振動速度應控制在0.027cm/s以內。

三、施工方法的確定

本工程為控制爆破有害效應造成的危害，隧道開挖采用淺孔爆破方式進行施工。在淺孔爆破施工時，通過控制最大單響藥量、水壓爆破降振、設置洞內、外隔振孔隔離降振等措施，降低爆破振動速度，確保文物廈河塔的安全。

四、隧道爆破方法

1、爆破施工方法的確定

廈河塔隧道暗洞段開挖采用淺孔控制爆破施工，將隧道斷面劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個臺階，共9個部分，分9次爆破完成。Ⅰ臺階分①～③3個部分；Ⅱ臺階分④、⑤2個部分；Ⅲ臺階分⑥、⑦2個部分；Ⅳ臺階分⑧、⑨2個部分；順序從①到⑨。在施工時，Ⅰ臺階與Ⅱ臺階工作面間的距離控制在3～5m，Ⅱ臺階與Ⅲ臺階工作面間的距離控制在20～25m，Ⅲ臺階與Ⅳ臺階工作面間的距離控制在3～5m。爆破開挖施工時采用先爆破掏槽孔和掘進孔，預留0.5m厚的保護層，根據掏槽孔和掘進孔爆破后的實際情況合理布置周邊孔和底板孔，周邊孔按臺階分四次爆破，形成最終的隧道輪廓面。為有效控制爆破振動速度并考慮施工進度與效率，每循環(huán)開挖進尺均為1m，炮孔直徑為42mm，藥卷直徑為32mm。

2、①部楔形掏槽爆破參數設計

①部采用楔形掏槽，為②、③部爆破創(chuàng)造臨空面。在①部中心豎向鉆設10個φ108mm水平空孔，輔助掏槽，水平空孔一次鉆設深度5m。掏槽孔采用楔形掏槽，共4排14個炮孔。中間兩列共8個炮孔，垂直深度50cm，斜向深度53cm，炮孔間距50cm，排距50cm，單孔裝藥量0.2kg；外側兩列共6個炮孔，垂直深度100cm，斜向深度114cm，炮孔間距50cm，排距65cm，單孔裝藥量0.4kg；孔內用1、3、5、7段非電雷管延期，排間用9段非電雷管延期，控制最大單響藥量為0.4kg，一次爆破總藥量為4.0kg

3、②-⑨部掘進孔爆破參數設計

②-⑨部掘進孔間距為0.8～1.0m、排拒為0.6～0.8m，深度1m，單孔裝藥量均為0.4kg。為控制爆破振動均采用逐孔起爆網路，孔內用1、3、5、7、9、11段非電雷管延期，排間用9段非電雷管延期，嚴格控制最大單響藥量。其中②部分共6排20個炮孔，一次爆破總藥量為8.0kg；③部分共6排20個炮孔，一次爆破總藥量為8.0kg；④部分共4排16個炮孔，一次爆破總藥量為6.4kg；⑤部分共12排46個炮孔，一次爆破總藥量為18.4kg；⑥部分共4排16個炮孔，一次爆破總藥量為6.4kg；⑦部分共13排52個炮孔，一次爆破總藥量為20.8kg；⑧部分共3排11個炮孔，一次爆破總藥量為4.4kg；⑨部分共13排46個炮孔，一次爆破總藥量為18.4kg。

4、周邊孔及底板孔爆破參數設計

周邊孔和底板孔根據掏槽孔和掘進孔爆破后斷面的實際超欠挖情況合理布置。周邊孔采用不耦合裝藥，炮孔深度為1m，單孔裝藥量為0.1-0.15kg，采用兩孔一響，保證最大單響藥量不超過0.4kg；底板孔深度為1m，單孔裝藥量為0.2-0.4kg，最大單響藥量不超過0.4kg。

五、爆破振動控制措施與監(jiān)測方法

由于文物廈河塔位于在建隧道的側面斜上方，故爆破飛石對其影響較小，以下重點介紹爆破振動的控制措施。

1、爆破振動控制措施

（1）采用水壓爆破技術降低爆破振動速度，即根據炮孔深度的不同在炮孔底部裝填10-20cm長的水袋。根據相關研究表明，采用水壓爆破可有效降低炸藥單耗和爆破振動。

（2）設置隔振孔降低爆破振動速度。在隧道和文物廈河塔之間距離塔基30m處設置兩排長度12m的隔振孔，隔振孔呈梅花型布置、孔徑108mm、孔距1m、排距0.5m、孔深21m，每排13個，共設置隔振孔26個。

2、爆破振動監(jiān)測

隧道爆破施工過程中，委托具有專業(yè)資質的爆破振動監(jiān)測單位對文物廈河塔塔基及塔身的爆破振動值進行實時監(jiān)測。每次爆破現場采集數據，對數據進行分析，掌握實際爆破振動速度，根據爆破振動監(jiān)測數據，及時調整控制爆破設計參數。在爆破實施過程中，廈河塔處實際測量的最大爆破振動速度為0.021cm/s，小于安全允許值。

六、結論

1、在對爆破振動控制要求高的文物建設控制地帶范圍內進行隧道施工時，可采用多臺階分部開挖法，利用前一部分為后一部分提供自由面，達到降低單響藥量、實現單孔單響、控制爆破振動的目的。

2、采用水壓爆破、隔振孔降振具有良好的降振效果。

參考文獻

[1]高曉東.隧道平行導坑水壓爆破掘進[J].工程爆破，2006，12（3）：50-52.

[2]祝文化，朱瑞賡，葉海旺.復雜環(huán)境下的減震保護控制爆破試驗研究[J].爆破，2001，18（3）：70-71.

[3]周國祥，劉開文，徐東明.爆破震動監(jiān)測與防震[J].爆破，2001，18（4）：75-77.