劉長(zhǎng)文，洪祥水

（浙江交工金筑交通建設(shè)有限公司，浙江杭州 311103）

0 引言

居民區(qū)隧道爆破施工會(huì)對(duì)附近居民的正常生活產(chǎn)生影響，因此爆破振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物的影響備受各方關(guān)注。數(shù)碼雷管作為一種新型的電雷管，具有延時(shí)精度高、安全可靠、減震效果好等優(yōu)勢(shì)[1-3]。唐躍等[4]利用Matlab軟件編制程序和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法對(duì)普通導(dǎo)爆管雷管和數(shù)碼雷管在爆破施工的實(shí)測(cè)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果表明，采用高精度的數(shù)碼雷管可降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度、提高爆破振動(dòng)頻率。任登富等[5]依托貴陽(yáng)軌道交通2 號(hào)線省醫(yī)站4 號(hào)出入口暗挖隧道工程，開(kāi)展了數(shù)碼電子雷管錯(cuò)相減震爆破技術(shù)的應(yīng)用研究。分析了臨近老舊建筑物最不利位置的爆破振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律，據(jù)此優(yōu)化了各炮孔之間電子雷管授時(shí)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用電子雷管錯(cuò)相減震的防護(hù)目的。葉海旺[6]在金堆城南露天1224平臺(tái)、1236平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼雷管減震爆破試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，孔間30ms 排間75ms 的微差時(shí)間效果最優(yōu)，與傳統(tǒng)爆破相比減震率為38.4%。馮劍鋒[7]采用掌子面單側(cè)掏槽+數(shù)碼雷管干擾減振的控制爆破技術(shù)進(jìn)行開(kāi)挖，通過(guò)單側(cè)掏槽減少藥量、調(diào)整起爆時(shí)差錯(cuò)相減振的方法，達(dá)到減振目的。曾春濤等[8-9]依托具體工程，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)研究，提出合理的爆破參數(shù)，有效控制爆破振動(dòng)。周慧鵬等[10]通過(guò)試爆設(shè)計(jì)了爆破參數(shù)，并對(duì)爆破效果、振動(dòng)速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證了數(shù)碼雷管在隧道爆破施工的可行性。

目前在浙江地區(qū)采用數(shù)碼雷管進(jìn)行隧道爆破施工的工程實(shí)踐較少，因此，推動(dòng)數(shù)碼雷管在隧道爆破施工中的應(yīng)用實(shí)踐，開(kāi)展隧道爆破振動(dòng)對(duì)臨近民房的影響研究具有重要意義。

1 工程概況

分水互通連接線畢浦隧道起訖點(diǎn)樁號(hào)為K0+508—K0+878，位于浙江省杭州市桐廬縣畢浦村。隧址地段受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，次級(jí)構(gòu)造發(fā)育。畢浦隧道開(kāi)挖面積99.2m2，采用礦山法施工，Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法、Ⅴ級(jí)圍巖采用留核心土法開(kāi)挖。由于隧道進(jìn)出口鄰近村莊，與最近房屋距離僅15m，村莊以獨(dú)棟別墅為主，價(jià)值高。本工程前期施工采用非電毫秒的傳統(tǒng)雷管，出現(xiàn)爆破疊加振動(dòng)大現(xiàn)象，影響居民正常生活。亟需開(kāi)展適用的數(shù)碼雷管爆破施工技術(shù)研究，以提高爆破效果，減少爆破振動(dòng)。

本工程中對(duì)掏槽孔、輔助孔、周邊孔數(shù)碼雷管分別進(jìn)行延期間隔設(shè)置，以控制爆破精度。利用數(shù)碼雷管延期時(shí)間精度高、靈活等優(yōu)勢(shì)，將雷管逐對(duì)、分段起爆，設(shè)定合理的毫秒延期。其中上臺(tái)階每段間延期間隔分別為40ms、50ms、60ms、60ms；下臺(tái)階每段間延期間隔為50ms，爆破延期時(shí)間設(shè)置見(jiàn)圖1。目的是使先后起爆炸藥的主震相錯(cuò)開(kāi)，實(shí)現(xiàn)主震相分布均勻，避免主震相疊加導(dǎo)致振速增大。

圖1 起爆順序與延期設(shè)置示意圖

2 爆破監(jiān)測(cè)

爆破監(jiān)測(cè)設(shè)備使用成都中科測(cè)控公司生產(chǎn)的L20-N測(cè)振儀，見(jiàn)圖2，監(jiān)測(cè)X、Y、Z 三方向的振動(dòng)速度。儀器安裝在結(jié)構(gòu)混凝土基礎(chǔ)上，通過(guò)石膏粉與地基固定，且處于水平。其中X方向指向爆心。對(duì)距畢浦隧道爆心最近的民房進(jìn)行爆破監(jiān)測(cè)，分別設(shè)置測(cè)點(diǎn)Y1、Y2、Y3測(cè)站布置見(jiàn)圖3。

圖2 L20-N 測(cè)振儀

圖3 畢浦隧道臨近民房測(cè)點(diǎn)布置

3 爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

本工程前期施工采用非電毫秒雷管，出現(xiàn)爆破疊加振動(dòng)大的現(xiàn)象，影響居民的正常生活。為解決該問(wèn)題，經(jīng)過(guò)方案比較和實(shí)踐，提出基于數(shù)碼雷管臨近建構(gòu)物隧道均布主震相微震爆破施工技術(shù)，設(shè)定合理的毫秒延期，使先后起爆炸藥的主震相錯(cuò)開(kāi)，實(shí)現(xiàn)主震相分布較均勻，如圖4 所示。由圖4 可以看出，數(shù)碼雷管延期爆破的振速分布均勻，最大振速出現(xiàn)在掏槽孔起爆階段，最大振速為0.5182cm/s。

圖4 使用數(shù)碼雷管起爆時(shí)震相分布

依托本工程分析傳統(tǒng)雷管與數(shù)碼雷管延期爆破振動(dòng)對(duì)臨近民房的影響，傳統(tǒng)雷管與數(shù)碼雷管延期爆破對(duì)臨近民房的振速對(duì)比見(jiàn)圖5。由圖5 可以看出，數(shù)碼雷管延期爆破引發(fā)的振動(dòng)較小，是傳統(tǒng)雷管爆破振動(dòng)的60.5%（距爆心15m 位置的民房），減震效果好。臨近民房的爆破振動(dòng)隨著距爆心距離的增加逐漸減小。

圖5 傳統(tǒng)雷管與數(shù)碼雷管延期爆破對(duì)臨近民房的振速對(duì)比

畢浦隧道臨近建構(gòu)物的最大振速監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。可以看出，臨近建構(gòu)物的最大振速遠(yuǎn)小于《爆破安全規(guī)程》（GB6722—2014）規(guī)定的一般民用建筑物、水工隧道的安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，爆破施工處于安全范圍內(nèi)。

表1 畢浦隧道臨近建構(gòu)物的振速監(jiān)測(cè)結(jié)果

4 結(jié)論

本文依托臨建第TJ04 標(biāo)畢浦隧道工程，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，分析傳統(tǒng)雷管與數(shù)碼雷管爆破振動(dòng)對(duì)臨近民房的影響，證明了該施工技術(shù)在隧道工程應(yīng)用的可行性，達(dá)到數(shù)碼雷管爆破減震的目的?？偨Y(jié)得出：

（1）基于數(shù)碼雷管設(shè)定合理的毫秒延期使先后起爆炸藥的主震相錯(cuò)開(kāi)，實(shí)現(xiàn)主震相分布較均勻，避免主震相疊加導(dǎo)致振速增大。

（2）數(shù)碼雷管延期爆破引發(fā)的振動(dòng)較小。本工程采用傳統(tǒng)雷管爆破振動(dòng)的60.5%（距爆心15m 位置的民房），減震效果好。

（3）在隧道爆破施工過(guò)程中，臨近民房的爆破振動(dòng)隨著距爆心距離的增加逐漸減小。