穿供水管線爆破安全控制研究范文

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摘要:本文通過對主線隧道及供水隧道工程現(xiàn)狀分析研究，合理選用主線施工專項方案;通過對爆破相關(guān)參數(shù)計算分析，得出了主線隧道合理的爆破方案，包括爆破進尺選擇、裝藥量、分部爆破等內(nèi)容，后續(xù)施工時通過爆破振速監(jiān)測檢驗了施工成果，爆破振速及計算結(jié)果基本一致，順利通過了下穿供水管線。

關(guān)鍵詞:公路隧道;供水管線;爆破振速;爆破驗算

1工程概況

1．1項目概況

本標段南北主線隧道為分離式三車道隧道，呈較大角度(南線約65°/北線約54°)斜交下穿供水管線隧洞，交叉里程分別為NXK2+146．7(南線)/BXK2+277．06(北線)。下穿處隧道圍巖級別分別為Ⅳ(南線)/Ⅲ級(北線)，隧道深埋分別為21.02m(南線淺埋)/43．9m(北線深埋)，隧道與供水管線隧洞最小凈距南線為13．5m(隧洞板底標高11．92-隧道開挖拱頂標高(-9．88+7．33+0．98)/北線為13．4m(隧洞板底標高12．08-隧道開挖拱頂標高(-9．32+7．4+0．62)。

1．2供水管概況

供水隧洞修建于20多年前。隧洞為有壓管道，斷面形式采用圓形斷面，洞內(nèi)徑為4m，設(shè)計過水流量為29．2m3/s;洞身襯砌為C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土，墻厚50cm。

2下穿供水管線爆破方案

2．1爆破方案設(shè)計選擇

a．Ⅳ級圍巖采用三臺階法開挖，循環(huán)進尺控制在1～2m;Ⅲ級圍巖，采用上下臺階法施工，開挖循環(huán)進尺控制在2．0～2.5m。Ⅵ級盡量采用人工配合機械(松軟巖)、松動爆破(較硬巖)方法開挖，Ⅲ級采用人工鉆眼、光面(預(yù)裂)爆破方法開挖。b．Ⅲ級圍巖采取兩臺階法施工，周邊孔采用光面爆破，微差控制松動爆破技術(shù)，循環(huán)進尺不大于2．5m，掏槽孔深度2．7m。c．Ⅳ圍巖采取三臺階法施工，周邊孔采用光面爆破，微差松動控制爆破技術(shù)，循環(huán)進尺不大于2．0m，掏槽孔深度2．3。d．根據(jù)隧道圍巖情況及斷面設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)裝備和多年隧洞施工經(jīng)驗，擬定合理的爆破方案，軟巖采用機械或人工開挖，硬巖開挖采用光面爆破。隧道爆破作業(yè)時嚴格控制裝藥量及爆破震動，炸藥單耗控制在0．4～1．5kg/m3之間，嚴格控制循環(huán)進尺。爆破施工中根據(jù)實際爆破效果及時進行參數(shù)調(diào)整。

2．2鑿巖機具及爆破器材的選取

(1)鑿巖機具的選取。根據(jù)選取的爆破方案，鉆孔直徑為Ф42mm，采用人工手持式氣腿風鉆(YT28、29)，鉆頭采用“一”字型硬質(zhì)合金鉆頭，鉆桿規(guī)格為中空六棱型，長度1～5m。(2)爆破器材的選取。根據(jù)爆破規(guī)模及巖石特性，擬選用2號巖石乳化炸藥作為主起爆藥，非電導(dǎo)爆管雷管起爆。

2．3主線(Ⅲ)Ⅳ級三臺階法爆破參數(shù)設(shè)計

隧道下穿供水管線地段主要為Ⅲ、Ⅳ級圍巖，Ⅲ級圍巖設(shè)計采用兩臺階法、Ⅳ級圍巖采用三臺階法施工。由于管距隧道開挖凈距小，為控制震速，減小一次起爆裝藥量，均采取三臺階法施工，采用微差控制爆破+光面爆破技術(shù)開挖，循環(huán)進尺不大于2．0m。(1)爆破掘進斷面尺寸。隧道主線寬15．85米，高11.35米。(2)炮眼布置。采用淺眼爆破，分上、中、下臺階+(Ⅳ級仰拱左右幅)掘進。上臺階掘進炮眼類型分掏槽眼、輔助眼和周邊眼，中、下臺階掘進利用既有臨空面，打水平炮孔分層爆破。(3)炮眼參數(shù)。a．炮孔直徑ψ42mm。b．單循環(huán)進尺1．8m。c．孔網(wǎng)參數(shù):上臺階掏槽眼:掏槽眼布置在巷道中部，二級楔形掏槽眼孔排距600-750mm，傾角86°-87°，槽口寬2．2米，孔深2．0米，超深0．2米，孔長2．3米，進尺1．8米。上臺階輔助眼:在掏槽眼與周邊眼之間設(shè)輔助眼，輔助眼孔間距750-850mm，排距750-850mm;中、下臺階輔助眼:最小抵抗線W=800-1000mm，孔間距a=800-1000mm。周邊眼:斷面輪廓采用光面爆破，沿設(shè)計輪廓布孔，外傾角5°，沿設(shè)計輪廓線布孔，頂眼及直墻眼孔距500-550mm，光爆層厚800mm，底板孔距800-900mm。(4)裝藥量計算。主線上臺階平均炸藥單耗q=1．05kg/m3:總藥量Q=q*V=113．8kg，爆破體積V=S*L=109m3。主線中臺階平均炸藥單耗q=0．51kg/m3:總藥量Q=q*V=40．5kg，爆破體積V=S*L=79．2m3。主線下臺階平均炸藥單耗q=0．40kg/m3:總藥量Q=q*V=33．0kg，爆破體積V=S*L=84m3。

3爆破振速驗算

隧道下穿供水管線地段，南線正下方為Ⅳ級圍巖，附近(100m范圍)為Ⅳ級、Ⅴ級;北線正下方為Ⅲ級圍巖，附近(100m范圍)為Ⅲ、Ⅳ級。管線與隧道最小凈距13．5m(南線)/13．4m(北線);為降低振速，交界面前后100m范圍Ⅲ、Ⅳ級圍巖段，均采用三臺階法爆破施工。設(shè)計振速限值V限=2Cm/s，驗算按最不利因素考慮。根據(jù)Ⅳ級(Ⅲ級)圍巖(三臺階法)爆破參數(shù)表可查，循環(huán)進尺1．8m，單段最大裝藥量Q＇=16．8Kg(上臺階);供水管線距南線起爆中心最小距離為15．5m(交叉正下方)，據(jù)上述公式計算同段起爆最大裝藥量Q"=5．96Kg(R=15．5m);《爆破安全規(guī)程》震速計算公式為:V=K(3√Q/R)α，K值取50(巖石條件K=30～70)，α值取1．5(α=1～2);由Q＇＞Q"，可知振速超出限值，故需采取縮短循環(huán)進尺，減少單段最大裝藥量，滿足振速限值要求。由于供水管線為壓力管，為最大限度降低、控制爆破震速;據(jù)同段起爆最大裝藥量表、結(jié)合現(xiàn)場實際情況，以交界面為起點向兩端分段擬定循環(huán)進尺，確定所分段落每循環(huán)單段起爆最大裝藥量。

4結(jié)論

公路隧道下穿供水管線的爆破參數(shù)選取從爆破驗算中可以看出是滿足設(shè)計振速限值V限=2Cm/s。由此，我們推斷該方案在現(xiàn)有的地質(zhì)條件下，是能夠滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)程以及設(shè)計要求的。此外，在我們采用該方案進行爆破作業(yè)時，加強監(jiān)控量測，發(fā)現(xiàn)爆破實際振速與計算基本一直，及時對該方案進行檢驗，確保理論與實踐相對一致，及時的反饋信息指導(dǎo)施工，從而，安全的通過了供水管線。

參考文獻:

［1］《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》(JTGF90-2015)．

［2］《爆破安全規(guī)程》GB-6722-2015．

［3］《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTGF60-2009．

［4］《公路隧道施工技術(shù)細則》JTG/TF60-2009．

作者：陸家成 單位：中交瑞通路橋養(yǎng)護科技有限公司