略說放炮減震的辦法

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1減震放炮開挖方案

放炮施工擴挖層，至距拱頂約1m處，擴挖層循環(huán)進(jìn)尺1m，超前后續(xù)工作面1.5m;(3)放炮施工預(yù)留光爆層;仰拱在滯后預(yù)留光爆層50m后施工。施工工序如圖3所示。預(yù)留擴挖層及光爆層采用控制放炮，鉆孔深度1～1.5m，單段最大裝藥量12～15kg，進(jìn)尺約1～1.5m。采用該開挖方案施工月進(jìn)度能保證在40m左右。“周邊鉆孔取芯切割+中心鉆孔劈裂破巖”工法中鐵二院進(jìn)行了多種非爆開挖技術(shù)的適用性比較，結(jié)合地區(qū)硬質(zhì)巖層特征及現(xiàn)場施工機具配置情況，并結(jié)合控制投資、保證工期的目的，在超前下導(dǎo)坑開挖中首次應(yīng)用了“周邊鉆孔取芯切割+中心鉆孔劈裂破巖”新型隧道非爆開挖工法。下導(dǎo)坑非爆開挖具體工序為:采用人工手持取芯鉆機沿超前導(dǎo)坑輪廓線鉆孔取芯，超前導(dǎo)坑位于隧道下部，尺寸3m×3m，鉆孔孔徑15cm，孔中心間距13cm，孔鉆深度50cm，鉆孔取芯在周邊形成連續(xù)槽道臨空面;采用YT28鉆孔機在導(dǎo)坑內(nèi)鉆設(shè)劈裂孔，鉆孔間距40cm，鉆孔深度2m，以滿足4個取芯鉆循環(huán)作業(yè);利用液壓劈裂機按由外向內(nèi)順序劈裂巖體，最后機械或人工裝碴出碴。下導(dǎo)坑鉆孔布置如圖4所示振速監(jiān)測及結(jié)論地表民房各監(jiān)測點處通過設(shè)置UBOX－5016型放炮震動智能監(jiān)測儀對擴挖層及光爆層放炮施工進(jìn)行現(xiàn)場振速監(jiān)測，該方案部分里程最大放炮振速監(jiān)測由于采用“周邊鉆孔取芯切割+中心鉆孔劈裂破巖”非放炮工法開挖出超前導(dǎo)坑，為后續(xù)擴挖層和光爆層控制放炮提供臨空面，可起到理想的降震效果，地表最大放炮振速為0.596～1.474cm/s，均未超過振速控制值1.5cm/s。這證明采用下導(dǎo)坑非爆開挖結(jié)合控爆擴挖方案能滿足埋深小、結(jié)構(gòu)物抗震等級低的困難地段的振速控制要求，同時能兼顧施工進(jìn)度及控制工程投資。

2下導(dǎo)坑超前毫秒延期電雷管三部控爆開挖方案

下大導(dǎo)坑超前為第一部，擴挖層為第二部，光爆層為第三部，下導(dǎo)坑超前擴挖層2～3m，擴挖層超前光爆層3～5m。在控制單段最大用藥量的同時，利用電雷管的起爆時間精度偏差小的特點，設(shè)置每個雷管的合理延期，實現(xiàn)炮孔單響，使放炮應(yīng)力波實現(xiàn)疊加，精確放炮錯相減震。電雷管起爆時間精度高，使炮孔間準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力場疊加，隧道周邊按三孔齊響和兩孔齊響分組，自拱頂向下間隔連續(xù)起爆，實現(xiàn)光面放炮減震。振速監(jiān)測及結(jié)論一步下導(dǎo)坑拉槽垂直振速最大，達(dá)1.043cm/s，擴挖層和光爆層地表振速只有0.232～0.316cm/s，證明大斷面隧道采用毫秒延期電雷管分部控爆開挖能達(dá)到有效減震目的。斷面分為二部或三部開挖應(yīng)根據(jù)地表建筑物情況和地層巖性、覆蓋層厚度選用，相對來說，超前下導(dǎo)坑的三部開挖法更有利于放炮降震。

3點火雷管全斷面微差放炮減震方案

點火雷管控制放炮方案特點在本工點中采用國產(chǎn)有自主產(chǎn)權(quán)的隆芯一號TM點火雷管，點火雷管區(qū)別于普通電雷管的本質(zhì)在于用一個微型電子控制器取代了電雷管中的化學(xué)延期藥與電點火元件，具有高安全、高精度、在線可編程、寬延期的優(yōu)點。全斷面點火雷管微差控爆開挖工法的炮孔布置如圖7所示。點火雷管通過精確控制雷管的起爆時間、延期時間和合理的微差放炮時間，實現(xiàn)精確錯相，使實現(xiàn)利用爆炸應(yīng)力波的疊加成為可能。實踐證明，相對于普通雷管放炮，點火雷管引起的放炮震動降低60%，炮眼利用率達(dá)到98%，降低了振速，改善了放炮塊度，同時降低了對圍巖的擾動。點火雷管放炮效果對比及監(jiān)測結(jié)論點火雷管與普通雷管放炮效果對比所示，點火雷管和普通雷管的爆炸波衰減效果對比所示，點火雷管、普通雷管的監(jiān)測振動波形。采用點火雷管能實現(xiàn)隧道全斷面微差放炮快速施工，施工月進(jìn)度能達(dá)到100m，地表震動效應(yīng)低，經(jīng)放炮震動智能監(jiān)測儀現(xiàn)場監(jiān)測可實現(xiàn)超130m2的隧道全斷面減震放炮，在33m以上埋深條件下地表振速控制在1.0cm/s以下。隧道點火雷管延期為700ms時，掏槽微差放炮時間為4ms左右時，即3～5ms時減震效果最好，每批次炮排內(nèi)炮眼間延期間隔為2～3ms。

4結(jié)論

在埋深小、結(jié)構(gòu)物抗震等級低的困難地段可起到理想的降震效果，地表最大放炮振速滿足振速控制標(biāo)準(zhǔn)，同時能兼顧施工進(jìn)度及有效控制工程投資。對時速200km雙線鐵路隧道斷面，在埋深約為2～3倍洞徑情況下，采用下導(dǎo)坑超前毫秒延期電雷管三部控制放炮開挖技術(shù)，利用毫秒延期電雷管起爆精度偏差小的特點，設(shè)置每個電雷管的合理延期時間，實現(xiàn)炮孔單響，使放炮應(yīng)力波實現(xiàn)疊加，精確錯相減震，使地表放炮振速滿足控制標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用點火雷管，合理布置隧道全斷面減震炮眼和放炮參數(shù)，采用隧道楔形掏槽炮孔單響放炮減震設(shè)計，再通過對每個炮眼的雷管進(jìn)行延時設(shè)置，選擇精確的起爆、延期和合理的微差放炮時間，實現(xiàn)放炮錯相減震，可實現(xiàn)超130m2的隧道全斷面減震放炮，在33m以上埋深條件下地表振速控制在1.0cm/s以下，同時實現(xiàn)隧道全斷面快速化施工。在渝利鐵路長洪嶺隧道下穿密集民房段工程實踐中開展淺埋硬質(zhì)巖層隧道放炮減震技術(shù)研究，成功建成了特長高風(fēng)險隧道，確保了大量地表建筑物的安全正常使用，避免了大量的拆遷安置，環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益十分顯著，直接節(jié)約工程建設(shè)經(jīng)費4510萬元。

作者：劉佳林鄧麗華單位：陜西省放炮總局