吳倫淵

摘 要：本文主要對主線隧道及供水管隧道工程現狀分析研究，合理選用主線施工專項方案；通過對爆破相關參數的選取以及進行合理的計算分析，得出了主線隧道合理的爆破方案符合下穿源水管的安全控制標準；后期施工過程中，對源水管爆破振速的監(jiān)測與計算結果一致性良好，從而，安全通過源水管。

關鍵詞：源水管；下穿；爆破振速；公路隧道

1 工程概況

本標段南北主線隧道為分離式三車道隧道，在深圳水庫主大壩下游（約200m）呈大角度（80～90°）斜交下穿源水管，交叉里程分別為NXK1+893.4（南線）/BXK1+946.6（北線）。下穿處隧道均為淺埋，圍巖級別均為Ⅴ級，隧道埋深分別為17.53m（南線）/19.13m（北線）；隧道與源水管之間最小凈距分別為13.6m（南線）/14.9m（北線）。

隧道下穿源水管段修建約30年前，為無壓管道。采用拱涵斷面，凈空尺寸為3.6m（寬）*4.6m（高），邊墻為40Cm厚現澆鋼筋砼，拱部一般段為20cm厚鋼筋砼預制板，過公路段為40cm厚鋼筋砼現澆板，拱頂以上設計覆土1.0m以上（抗浮要求）。該拱涵結構縫寬10mm，縫中埋設“U”形銅片止水帶，三油兩氈填縫。據《水工建筑物止水帶技術規(guī)范》DL/T5215-2005規(guī)定，接縫處剪切位移限值≤24mm。源水管結構斷面如右圖所示。

據源水管相關資料顯示，供水管道基礎大部分置于砂卵石層，部分置于全風化巖層，局部在強風化巖層上，其容許承載力[R]=150～400KPa，摩察系數F=0.25～0.40。

2 下穿爆破參數

隧道下穿地段圍巖為V級，采取雙側壁導坑法施工。V級圍巖較差，可采用人工加機械開挖，確有巖石時，局部采用微差松動控制爆破，循環(huán)進尺不大于1.0m。

（1）爆破掘進斷面尺寸：隧道寬15.85米，高11.35米。

（2）炮眼布置：采用淺眼爆破，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六部分掘進。Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ部分掘進炮眼類型分掏槽眼、輔助眼和周邊眼，Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ部分掘進利用上臺階已形成的自由面，打水平炮孔分層爆破。

（3）炮眼參數：a.炮孔直徑ψ42mm。 b.單循環(huán)進尺1.0m。c.孔網參數：掏槽眼：掏槽眼布置在開挖面中間，平行空孔直線掏槽，孔距400-500mm，超深0.2米，孔深1.2米。

擴槽眼；孔距700-800mm，排距550-700mm。

輔助眼：在掏槽眼與周邊眼之間設輔助眼，孔深1.0米，輔助眼孔間距550-600mm，排距550-700mm；

Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ部分輔助眼：最小抵抗線W=800-900mm，孔間距a=750-950mm，排間距b=800-900mm。

周邊眼：沿設計輪廓線布孔，孔距500-550mm。

底板眼：600-950mm。

（4）裝藥量計算。

第Ⅰ、Ⅲ部分平均炸藥單耗q=1.18kg/m3；總藥量Q=q*V=29.5kg，爆破體積V=S*L=24.8m3。

第Ⅱ、Ⅳ部分平均炸藥單耗q=0.50kg/m3；總藥量Q=q*V=9.6kg，爆破體積

V=S*L=18.9m3。

第Ⅴ部分平均炸藥單耗q=1.06 kg/m3；總藥量Q=q*V=42.6kg，爆破體積V=S*L=40m3。

第Ⅵ部分平均炸藥單耗q=0.45 kg/m3；總藥量Q=q*V=13.4kg，爆破體積V=S*L=30m3。

炮孔布置鉆爆參數詳見附圖：V級圍巖雙側壁導坑法鉆爆設計圖。

3 裝藥量的計算

3.1 單位炸藥消耗量

爆破每立方米原巖所消耗的炸藥量稱為單位炸藥消耗量。影響單位炸藥消耗量的主要因素有：巖石堅固性、巖石結構構造特征、炸藥威力、斷面尺寸、炮孔直徑、深度等因素。

單位炸藥消耗量的確定方法有如下幾種：

一是參照國家頒布的預算定額選定。

二是計算法，根據以往經驗，先布置炮孔，并選擇各類炮孔的裝藥系數，依次求出各炮孔的裝藥量、每循環(huán)的炸藥量和單位炸藥消耗量。

三是類比法，參照類似工程選取。

根據以上三種方法，我們確定本工程的單位炸藥消耗量在0.4～1.5Kg/m3。

3.2 藥量計算

隧道開挖爆破，各炮孔裝藥量也不同。

周邊孔采用光面爆破時，單孔裝藥量按照裝藥密度和孔深計算。

掏槽孔和崩落孔的單孔藥量一般通過裝藥系數調整。

計算公式：

3.3 炮孔數目

炮孔數目確定的步驟是：通常先根據單位炸藥消耗量進行初算，再根據實際統(tǒng)計資料用工程類比法初步確定炮孔數目，該數目可作為布置炮孔時的依據，然后再根據炮孔的布置情況，對該數目適當進行調整?？梢罁铝泄竭M行估算：

4 爆破振速安全控制

隧道下穿地段正下方圍巖均為Ⅴ級，除南線NXK1+915～+941（26m）為Ⅳ級外，附近（100m范圍）為Ⅴ、Ⅵ級圍巖。源水管與隧道最小凈距13.6m（南線）/14.9m（北線）；下穿段Ⅴ、Ⅵ級圍巖采用雙側壁導坑法施工，開挖方式主要采用人工配合機械開挖，下半斷面部分為巖石需要爆破。設計振速限值2Cm/s，驗算按最不利因素（全斷面分部爆破）考慮，南線距源水管凈距較北線近，以其為基準進行爆破振速驗算。

a-1.Ⅴ級圍巖地段

據Ⅴ級圍巖雙側壁導坑法爆破參數表可查，循環(huán)進尺1m，單段最大裝藥量Q1=7.8Kg（第V部）；

源水管距南線起爆中心最小距離（交叉正下方）為15m，據上表可查同段起爆最大裝藥量Q2=5.41Kg（R=15m）；

《爆破安全規(guī)程》震速計算公式為：V = K（3√Q / R） α，K值取50（巖石條件K=30～70），α值取1.5（α=1～2）。

由Q1>Q2，可知振速超出限值，故需采取縮短循環(huán)進尺，減少單段最大裝藥量，滿足振速限值要求。據同段起爆最大裝藥量表、結合現場實際情況，以交界面為起點向兩端分段擬定循環(huán)進尺，確定所分段落每循環(huán)單段起爆最大裝藥量，對每一段落產生的最大爆破震速進行驗算如下：

a-1.0～20m地段

循環(huán)進尺至0.6m（1榀鋼架間距），單段最大裝藥量Q2=7.8/1*0.6=4.7Kg該段起爆中心距源水期管最小距離R1=15m（交叉正下方），該段最大爆破震速為：

V1max = K（3√Q 2/ R1） α=50（3√4.7/ 15） 1.5=1.87（Cm/S）

故，滿足設計振速限值要求。

a-2.20m以后地段

按正常段進行施工，循環(huán)1.0m，單段最大裝藥量Q1=7.8Kg，該段起爆中心距源水期管最小距離R2=25m（距交界面20m），該段最大爆破震速為：

V2max=K（3√Q 1/ R2） α=50（3√7.8/ 25） 1.5=1.12（Cm/S）

故，滿足設計振速限值要求。

a-3.南線Ⅳ級特殊段

南線與源水管交叉（NXK1+893.4）附近NXK1+915～+941（26m）段為Ⅳ級圍巖，采用三臺階法爆破施工，也需進行爆破施工。循環(huán)進尺擬定為1.0m（1榀鋼架間距），單段最大裝藥量Q3=16.8/1.8*1.0=9.3Kg，該段起爆中心距源水期管最小距離R3=26.3m（距交界面21.6m），該段最大爆破震速為：

V3max=K（3√Q 3/ R3） α=50（3√9.3/ 26.3） 1.5=1.13（Cm/S）

故，滿足設計振速限值要求。

5 結語

東連線隧道下穿源水管的爆破參數選取從爆破驗算中可以看出是滿足設計振速限值V限=2Cm/s。由此，我們推斷該方案在現有的地質條件下，是能夠滿足相關規(guī)范規(guī)程以及設計要求的。

此外，在我們采用該方案進行爆破作業(yè)時，應同時加強監(jiān)控量測，及時對該方案進行檢驗，確保理論與實踐相對一致，及時的反饋信息指導施工，從而，安全的下穿源水管。

參考文獻：

[1]《公路工程施工安全技術規(guī)范》（JTG F90-2015）.

[2]《爆破安全規(guī)程》GB-6722-2015.

[3]《公路隧道施工技術規(guī)范》JTG F60-2009.

[4]《公路隧道施工技術細則》JTG/T F60-2009.

[5]本標段施工圖第三冊：隧道工程（工程編號：2008區(qū)231）.