(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400074)

一、引言

近年城市地下交通飛速發(fā)展。建設(shè)城市地下交通目前主要有兩種方式，機(jī)械施工法和爆破法。機(jī)械施工主要是盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)施工法的優(yōu)點(diǎn)是噪音小、震動(dòng)低、無飛石、安全性高等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是施工效率低、成本高，在一般城市建設(shè)中無法承擔(dān)高昂的成本；爆破法的優(yōu)點(diǎn)是效率高、成本低，缺點(diǎn)是產(chǎn)生的震動(dòng)大、噪音大、安全性差，在城市隧道建設(shè)中存在一定的隱患。

重慶這座飛速發(fā)展的城市，正在大力建設(shè)地下交通。目前地下交通建設(shè)主要采用了控制爆破掘進(jìn)法，而紅巖村隧道原方案采用毫秒雷管爆破但震動(dòng)太大，不能滿足城市復(fù)雜環(huán)境的安全要求。

紅巖村隧道以為例，為解決毫秒雷管爆破法在城市復(fù)雜環(huán)境中存在的諸多問題，決定與秒雷管進(jìn)行爆破效果對比。

二、工程概況

紅巖村隧道三縱線紅巖村隧道左線ZK6+679～800段共121m右線YK6+677～798段共121m。

三、爆破環(huán)境

(一)地形地貌。紅巖村隧道上跨軌道交通環(huán)線段隧道埋深約30m左右，屬于深埋段，拱頂10m范圍內(nèi)為砂巖，再往上為砂質(zhì)泥巖，地表為交通主干道謝陳路，臨近有高層建筑華宇大廈(12層)，主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為樁基，樁底距紅巖村隧道拱頂結(jié)構(gòu)線約11m，此處開挖有較大風(fēng)險(xiǎn)。

(二)地質(zhì)構(gòu)造。工程處于金鰲寺向斜西翼，為川東褶皺束中沙坪壩—重慶復(fù)式褶皺曲中的次一級褶曲，無斷裂構(gòu)造通過，構(gòu)造裂隙不發(fā)育。據(jù)調(diào)查測繪，場地巖層傾向 140°，傾角8°，局部傾角15°。

(三)工程特點(diǎn)。(1)爆破區(qū)處于鬧市，施工環(huán)境十分復(fù)雜，周邊建筑設(shè)施較多，需保護(hù)的重要市政管線也很繁多，需對震動(dòng)和飛石進(jìn)行嚴(yán)格控制，對保證爆破安全的技術(shù)要求很高。(2)隧道埋深很淺，兩個(gè)隧道間的間距也很小，加大了爆破的難度，采用常規(guī)的爆破方式，很難滿足施工要求。爆破開挖必須確保邊坡圍巖穩(wěn)定。(3)爆破震動(dòng)、粉塵、噪聲對施工區(qū)域附近場所影響大，容易擾民，施工必須將爆破對環(huán)境、人員的影響降到最低。

四、爆破參數(shù)

(一)參數(shù)設(shè)計(jì)。(1)施工方法：三臺(tái)階法施工；(2)鉆孔參數(shù)：孔徑40mm，孔深1m-3m，豎楔形掏槽；

(二)爆破器材。2號巖石乳化炸藥、秒雷管。

(三)爆破方案。(1)第一組方案：全部使用秒雷管。施工時(shí)在盡量達(dá)到錯(cuò)峰減震爆破目的的同時(shí)，充分實(shí)現(xiàn)爆破震動(dòng)反向疊加，降低爆破震動(dòng)。(2)第二組方案：全部使用毫秒雷管。

五、爆破效果分析

兩組方案爆破效果分析，爆破震動(dòng)檢測點(diǎn)距爆區(qū)分別為隧道上方(10m)。

(一)爆破震動(dòng)數(shù)據(jù)。第一組爆破方案測振結(jié)果見圖1，第二組爆破方案測振結(jié)果見圖2。

(二)爆破震動(dòng)數(shù)據(jù)對比分析。圖1顯示，爆破震速最大為0.57cm/s，達(dá)到最大振速的時(shí)刻為0.0843s，即：產(chǎn)生最大震動(dòng)速度的段位是集中在掏槽眼；圖2顯示，爆破震速最大為0.82 cm/s，達(dá)到最大振速的時(shí)刻為0.068s,即：產(chǎn)生最大振動(dòng)速度的段位也是集中在掏槽眼。秒雷管的爆破最大質(zhì)點(diǎn)振速與毫秒雷管相比，降低了31%。

圖1

圖2

六、結(jié)論

通過比較秒雷管、毫秒雷管爆破方案效果得出以下結(jié)論：

(1)秒雷管在復(fù)雜城市環(huán)境中爆破，在盡量實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰減震機(jī)理的同時(shí)，充分達(dá)到爆破震動(dòng)反向疊加，降低爆破震動(dòng)，經(jīng)爆破震動(dòng)測試與分析，該設(shè)計(jì)相對毫秒雷管在爆破中的振動(dòng)有效降低了爆破震動(dòng)達(dá)30%～70%。

(2)在城市負(fù)載環(huán)境爆破工程中，使用毫秒雷管產(chǎn)品不僅減少和控制爆破震動(dòng)產(chǎn)生的危害，并且提高了施工效率。