穿供水管线爆破安全控制研究范文

摘要:本文通过对主线隧道及供水隧道工程现状分析研究，合理选用主线施工专项方案;通过对爆破相关参数计算分析，得出了主线隧道合理的爆破方案，包括爆破进尺选择、装药量、分部爆破等内容，后续施工时通过爆破振速监测检验了施工成果，爆破振速及计算结果基本一致，顺利通过了下穿供水管线。

关键词:公路隧道;供水管线;爆破振速;爆破验算

1工程概况

1．1项目概况

本标段南北主线隧道为分离式三车道隧道，呈较大角度(南线约65°/北线约54°)斜交下穿供水管线隧洞，交叉里程分别为NXK2+146．7(南线)/BXK2+277．06(北线)。下穿处隧道围岩级别分别为Ⅳ(南线)/Ⅲ级(北线)，隧道深埋分别为21.02m(南线浅埋)/43．9m(北线深埋)，隧道与供水管线隧洞最小净距南线为13．5m(隧洞板底标高11．92-隧道开挖拱顶标高(-9．88+7．33+0．98)/北线为13．4m(隧洞板底标高12．08-隧道开挖拱顶标高(-9．32+7．4+0．62)。

1．2供水管概况

供水隧洞修建于20多年前。隧洞为有压管道，断面形式采用圆形断面，洞内径为4m，设计过水流量为29．2m3/s;洞身衬砌为C25现浇钢筋混凝土，墙厚50cm。

2下穿供水管线爆破方案

2．1爆破方案设计选择

a．Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖，循环进尺控制在1～2m;Ⅲ级围岩，采用上下台阶法施工，开挖循环进尺控制在2．0～2.5m。Ⅵ级尽量采用人工配合机械(松软岩)、松动爆破(较硬岩)方法开挖，Ⅲ级采用人工钻眼、光面(预裂)爆破方法开挖。b．Ⅲ级围岩采取两台阶法施工，周边孔采用光面爆破，微差控制松动爆破技术，循环进尺不大于2．5m，掏槽孔深度2．7m。c．Ⅳ围岩采取三台阶法施工，周边孔采用光面爆破，微差松动控制爆破技术，循环进尺不大于2．0m，掏槽孔深度2．3。d．根据隧道围岩情况及断面设计，结合现有技术装备和多年隧洞施工经验，拟定合理的爆破方案，软岩采用机械或人工开挖，硬岩开挖采用光面爆破。隧道爆破作业时严格控制装药量及爆破震动，炸药单耗控制在0．4～1．5kg/m3之间，严格控制循环进尺。爆破施工中根据实际爆破效果及时进行参数调整。

2．2凿岩机具及爆破器材的选取

(1)凿岩机具的选取。根据选取的爆破方案，钻孔直径为Ф42mm，采用人工手持式气腿风钻(YT28、29)，钻头采用“一”字型硬质合金钻头，钻杆规格为中空六棱型，长度1～5m。(2)爆破器材的选取。根据爆破规模及岩石特性，拟选用2号岩石乳化炸药作为主起爆药，非电导爆管雷管起爆。

2．3主线(Ⅲ)Ⅳ级三台阶法爆破参数设计

隧道下穿供水管线地段主要为Ⅲ、Ⅳ级围岩，Ⅲ级围岩设计采用两台阶法、Ⅳ级围岩采用三台阶法施工。由于管距隧道开挖净距小，为控制震速，减小一次起爆装药量，均采取三台阶法施工，采用微差控制爆破+光面爆破技术开挖，循环进尺不大于2．0m。(1)爆破掘进断面尺寸。隧道主线宽15．85米，高11.35米。(2)炮眼布置。采用浅眼爆破，分上、中、下台阶+(Ⅳ级仰拱左右幅)掘进。上台阶掘进炮眼类型分掏槽眼、辅助眼和周边眼，中、下台阶掘进利用既有临空面，打水平炮孔分层爆破。(3)炮眼参数。a．炮孔直径ψ42mm。b．单循环进尺1．8m。c．孔网参数:上台阶掏槽眼:掏槽眼布置在巷道中部，二级楔形掏槽眼孔排距600-750mm，倾角86°-87°，槽口宽2．2米，孔深2．0米，超深0．2米，孔长2．3米，进尺1．8米。上台阶辅助眼:在掏槽眼与周边眼之间设辅助眼，辅助眼孔间距750-850mm，排距750-850mm;中、下台阶辅助眼:最小抵抗线W=800-1000mm，孔间距a=800-1000mm。周边眼:断面轮廓采用光面爆破，沿设计轮廓布孔，外倾角5°，沿设计轮廓线布孔，顶眼及直墙眼孔距500-550mm，光爆层厚800mm，底板孔距800-900mm。(4)装药量计算。主线上台阶平均炸药单耗q=1．05kg/m3:总药量Q=q*V=113．8kg，爆破体积V=S*L=109m3。主线中台阶平均炸药单耗q=0．51kg/m3:总药量Q=q*V=40．5kg，爆破体积V=S*L=79．2m3。主线下台阶平均炸药单耗q=0．40kg/m3:总药量Q=q*V=33．0kg，爆破体积V=S*L=84m3。

3爆破振速验算

隧道下穿供水管线地段，南线正下方为Ⅳ级围岩，附近(100m范围)为Ⅳ级、Ⅴ级;北线正下方为Ⅲ级围岩，附近(100m范围)为Ⅲ、Ⅳ级。管线与隧道最小净距13．5m(南线)/13．4m(北线);为降低振速，交界面前后100m范围Ⅲ、Ⅳ级围岩段，均采用三台阶法爆破施工。设计振速限值V限=2Cm/s，验算按最不利因素考虑。根据Ⅳ级(Ⅲ级)围岩(三台阶法)爆破参数表可查，循环进尺1．8m，单段最大装药量Q＇=16．8Kg(上台阶);供水管线距南线起爆中心最小距离为15．5m(交叉正下方)，据上述公式计算同段起爆最大装药量Q"=5．96Kg(R=15．5m);《爆破安全规程》震速计算公式为:V=K(3√Q/R)α，K值取50(岩石条件K=30～70)，α值取1．5(α=1～2);由Q＇＞Q"，可知振速超出限值，故需采取缩短循环进尺，减少单段最大装药量，满足振速限值要求。由于供水管线为压力管，为最大限度降低、控制爆破震速;据同段起爆最大装药量表、结合现场实际情况，以交界面为起点向两端分段拟定循环进尺，确定所分段落每循环单段起爆最大装药量。

4结论

公路隧道下穿供水管线的爆破参数选取从爆破验算中可以看出是满足设计振速限值V限=2Cm/s。由此，我们推断该方案在现有的地质条件下，是能够满足相关规范规程以及设计要求的。此外，在我们采用该方案进行爆破作业时，加强监控量测，发现爆破实际振速与计算基本一直，及时对该方案进行检验，确保理论与实践相对一致，及时的反馈信息指导施工，从而，安全的通过了供水管线。

参考文献:

［1］《公路工程施工安全技术规范》(JTGF90-2015)．

［2］《爆破安全规程》GB-6722-2015．

［3］《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009．

［4］《公路隧道施工技术细则》JTG/TF60-2009．

作者：陆家成 单位：中交瑞通路桥养护科技有限公司