邻近既有铁路线隧道控制爆破

邻近既有铁路线隧道控制爆破

中国铁路西安局集团有限公司西安710054

摘要:结合工程实例,介绍了邻近既有铁路线新建隧道控制爆破工艺,采取了光面爆破与预裂爆破相结合的方法,取得了良好的效果。

关键词:隧道光面爆破预留爆破

1工程概况

新建寺垭河隧道(起讫里程DyK3+181.1-DyK4+315)为增建第二线新建单线隧道,自既有阳平关东站引出,与既有宝成疏解线寺垭河隧道并行,全长1133.9m,其中DyK3+496.41~DyK3+970段(长473.59m)与既有隧道线线间距在14.4m-56m范围内。隧道洞身为元古界绿片岩夹千枚岩,进口段分布第四系全新统坡积粉质粘土、细角砾土层以及上更新统冲击粉砂层。出口分布一向斜,向斜核部大致在Dyk4+280附近。此外,根据既有隧道施工揭示,K3+333附近发育一逆断层,产状N77°W/61°S,断层物质为断层角砾岩,挤压揉皱极为严重,榔头易于挖掘。

2控制爆破设计

2.1方案概述

采用先预裂爆破后形成隔震带,再进行光面爆破的总体方案,每循环开挖进尺2.4m。

2.2爆破控制参数

2.2.1炮眼布置

根据隧道断面及围岩情况采用台阶法开挖,上台阶进行控制爆破,开挖采用掏槽眼、周边眼、辅助眼及底板眼四种炮孔形式,如下图所示:

钻孔直径为40mm,采用手持式风钻水平钻孔,钻孔深度按两榀钢拱架间距2.4m设置。

⑴掏槽眼

采用楔形掏槽设计,共计14孔,垂直方向采用水平布置(层间距a=0.35m),水平方向采用楔形布置,孔口间距B=3.5m,孔底间距b=0.2m,垂直深度为L=2.4+0.2=2.6m,长度为3.0794m,钻孔倾角α=57.6°。

⑵周边眼

采用预裂爆破、光面爆破两种形式,其中靠既有隧道侧周边眼采用预裂爆破方式,其余周边眼采用光面爆破,具体参数如下:

预裂爆破眼:共计14孔,孔径D=40mm、孔距a=0.5m、孔深L=2.4+0.2=2.6m;

光面爆破眼:共计15孔,孔径D=40mm、孔距a=0.5m、孔深L=2.4m、光面层厚度Wg=0.7m。

⑶辅助眼及底板眼:共计40孔,孔径D=40mm、孔距a=0.8m、排距(圈距)b=0.7m,孔深L=2.4m。

2.2.2装药结构与装药量

⑴装药结构

辅助眼及掏槽眼均采用连续耦合装药结构,光面爆破及预裂爆破均采用间断不耦合装药结构,光面爆破孔深浅、单孔装药量小,采用空气柱装药结构即:药卷上下均为空气柱。孔口采用炮泥堵塞,堵塞长度不小于30cm。

⑵单孔装药量

当前药卷规格为直径φ=32mm,长度l=20cm,重量q=200g。

①掏槽眼

采用装药系数计算单孔装药量,一般装药系数取0.6~0.8,这里取0.7,即装药长度L1=炮孔深度L×0.7,单孔装药量为:

q1=[(L×0.7)&pide;0.2]×0.2=[(2.6×0.7)&pide;0.2]×0.2=1.82Kg取9卷,如下图所示:

⑶总装药量

①掏槽眼:Q1=q1×n1=1.82×14=25.48Kg;

②光面爆破孔:Q2=q1×n1=0.36×15=5.4Kg;

③预裂爆破孔:Q3=q1×n1=0.78×14=10.92Kg;

④辅助眼及底板眼:Q4=q1×n1=1.536×40=61.44Kg;

合计总装药量Q=Q1+Q2+Q3+Q4=25.48+5.4+10.92+61.44=103.24Kg。

2.2.3起爆顺序

爆破材料采用1~11段非电毫秒雷管和塑料导爆管,按周边预裂眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼→周边光面眼的顺序起爆。

2.2.4爆破网路

为确保爆破效果,减小爆破振动,采用孔内毫秒延期导爆雷管起爆网路,尽可能减小一次起爆药量,网路采用簇联,用电雷管及激发针引爆。

3爆破效果对比

起爆前在既有隧道内设置振速观测点,记录质点振动速度,严格控制在5cm/s之内。通过光面爆破与控制爆破试爆对比(如下表所示),可以看出采用控制爆破方案进行爆破,振速明显明显下降,有效减小了对既有隧道的扰动。

4结束语

从工程实践来看,采用预裂爆破和光面爆破相结合的控制爆破,充分发挥了两种爆破的优点,既减少了对既有隧道的扰动,又不影响施工效果和进度。在隧道爆破施工中,每次钻爆完成后检验爆破效果,主要检验振速是否满足安全要求、石碴块度是否均匀、周边眼炮痕保留情况、炮眼利用率等,根据爆破效果及围岩实际情况,调整钻爆参数,以求取得更好爆破效果。

参考文献

1.《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008

2.《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007

3.《爆破安全规程》GB6722-2003

4.陈刚.浅埋隧道明洞控制爆破施工[J].现代交通技术,2010,1(7):63-66

5.张卫东.既有线附近高路堑控制爆破施工浅议[J].郑州工程建协通讯,2005,1(114):8-9

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