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，擴挖層循環進尺1m，超前后續工作面1.5m;(3)放炮施工預留光爆層;仰拱在滯后預留光爆層50m后施工。施工工序如圖3所示。預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，進尺約1～1.5m。采用該開挖方案施工月進度能保證在40m左右。“周邊鉆孔取芯切割+中心鉆孔劈裂破巖”工法中鐵二院進行了多種非爆開挖技術的適用性比較，結合地區硬質巖層特征及現場施工機具配置情況，并結合控制投資、保證工期的目的，在超前下導坑開挖中首次應用了“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。下導坑非爆開挖具體工序為:采用人工手持取芯鉆機沿超前導坑輪廓線鉆孔取芯，超前導坑位于隧道下部，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槽道臨空面;采用YT28鉆孔機在導坑內鉆設劈裂孔，鉆孔間距40cm，鉆孔深度2m，以滿足4個取芯鉆循環作業;利用液壓劈裂機按由外向內順序劈裂巖體，最后機械或人工裝碴出碴。下導坑鉆孔布置如圖4所示振速監測及結論地表民房各監測點處通過設置UBOX－5016型放炮震動智能監測儀對擴挖層及光爆層放炮施工進行現場振速監測，該方案部分里程最大放炮振速監測由于采用“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坑，為后續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。這證明采用下導坑非爆開挖結合控爆擴挖方案能滿足埋深小、結構物抗震等級低的困難地段的振速控制要求，同時能兼顧施工進度及控制工程投資。
2下導坑超前毫秒延期電雷管三部控爆開挖方案
下大導坑超前為第一部，擴挖層為第二部，光爆層為第三部，下導坑超前擴挖層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，設置每個雷管的合理延期，實現炮孔單響，使放炮應力波實現疊加，精確放炮錯相減震。電雷管起爆時間精度高，使炮孔間準靜態應力場疊加，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起爆，實現光面放炮減震。振速監測及結論一步下導坑拉槽垂直振速最大，達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到有效減震目的。斷面分為二部或三部開挖應根據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有自主產權的隆芯一號TM點火雷管，點火雷管區別于普通電雷管的本質在于用一個微型電子控制器取代了電雷管中的化學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，實現精確錯相，使實現利用爆炸應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測結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、普通雷管的監測振動波形。采用點火雷管能實現隧道全斷面微差放炮快速施工，施工月進度能達到100m，地表震動效應低，經放炮震動智能監測儀現場監測可實現超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，每批次炮排內炮眼間延期間隔為2～3ms。
4結論
在埋深小、結構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準，同時能兼顧施工進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，采用下導坑超前毫秒延期電雷管三部控制放炮開挖技術，利用毫秒延期電雷管起爆精度偏差小的特點，設置每個電雷管的合理延期時間，實現炮孔單響，使放炮應力波實現疊加，精確錯相減震，使地表放炮振速滿足控制標準。應用點火雷管，合理布置隧道全斷面減震炮眼和放炮參數，采用隧道楔形掏槽炮孔單響放炮減震設計，再通過對每個炮眼的雷管進行延時設置，選擇精確的起爆、延期和合理的微差放炮時間，實現放炮錯相減震，可實現超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巖層隧道放炮減震技術研究，成功建成了特長高風險隧道，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，環境、經濟、社會效益十分顯著，直接節約工程建設經費4510萬元。
作者：劉佳林鄧麗華單位：陜西省放炮總局
