宜昌铁路南站硐室爆破振动控制研究与实践.pdfVIP

宜昌铁路南站硐室爆破振动控制研究与实践 杨年华 张志毅 (铁道科学研究院 北京 100081) 1．工程背景及技术难点 宜万铁路宜昌南站为铁路货站，因建设用地为丘陵山区，需要进行大量石方爆破开 挖平整场地。有三片场地适宜采用硐室爆破法开挖，总爆破方量约35-40万方，一次爆 破药量至少125t，一区地形为平行铁路线延伸的凸形山脊；二区为圆形山包，顶部已推 平；三区为垂直铁路线展布凸形山脊。三个爆破区实际围成一片，外围环境复杂，北面 村庄距离第三爆区lOOm，距离第二爆区85m；东面村庄距离第二爆区边缘200m，西面村 庄距离第三爆区150m左右，具体位置可参见图1(爆区周围环境平面图)。爆区边坡25～ 350，地表植被覆盖较好，地层岩性为中等风化～弱风化泥质砂岩，中～厚层状，局部节 理裂隙发育，岩层基本为水平产状。该硐室爆破最主要的技术难题是爆破振动安全控制， 必须确保爆破近区民房的安全。 2．爆破振动控制思路与对策 2．1分析影响爆破振动安全的因素 (1)地形地质条件 地形地质条件对爆破振动的 放大和衰减作用十分显著，根据现 19 场勘察认为本地区地形地质条件有利于爆破振动快速衰减。见示意图2。首先在地形分 布上爆源与民房存在高差，爆破底层药包比房屋地基高17m，实践经验表明：爆破振动 从山坡高处向低处传播，下部坡脚凹陷地形处振动幅值将受到抑制，而地震波与之相反 的方向传播有放大效应；其次水平产状的砂岩层理会进一步阻隔爆破振动向下传播，且 本地区泥质砂岩结构疏松，可吸收较多地震波能，因此该地质条件对降低爆破振动有害 效应十分有利。 (2)药包结构 条形药包爆破振动波在近距离范围分布不对称，研究表明：条形药包端部方向爆破 振动衰减较快，振动幅值偏低；垂直条形药包的径向爆破振动衰减缓慢，振动幅值偏高。 因此尽量将条形药包端部指向保护民房，若个别条形药包径向对准保护民房时，必须进 一步减小分集药包的单响药量。此外利用条形药室装药结构的合理孔腔比也可以降低爆 破振动幅值， (3)分段起爆时差 采用分集装药，逐段接力起爆，相邻药包起爆时差应合理选取，时差过大(比如 ≥lOOms)相邻药包的分隔堵塞段可能被冲毁，导致相邻药包装药结构破坏，使拒爆发 生的概率增加；时差过小(比如≤25ms)，不能使各段爆破振动峰值错开，相邻段别的 爆破振动仍然叠加一起，达不到分段延时的爆破减振效果。根据以往实践经验和相关检 测数据，发现若设计相邻段别时差为25ms，由于普通雷管的延时误差，相邻段别药包爆 破振动波大部分会发生叠加，振动波峰幅值远超出单段药量爆破的对应估算值。考虑到 国内雷管分段时差间隔和延时精度，宜将相邻段别起爆时差设为50ms一75ms。尽管硐室 爆破单药包爆炸的振动波不可能在50ms～75msl勾衰减完，但在近区其爆破振动最大值已 能衰减一半以上，为了既能确保接力起爆网路的安全，又能最大限度地错开段问爆破振 动叠加，合理的相邻药包分段起爆时差应为50ms一75ms。 (4)房屋抗震性 首先对房屋的性质分类，有待拆除的临时住房、永久使用的砖混二层楼房、一般性 平房；其次调查各类房屋所处的位置和结构现状；最后参考相关经验和国家《爆破安全 规程》(GB6722—2003)确定具体的振动安全标准。 房屋的性质 所处的位置 结构现状 抗震要求 安全标准 1带、错、甜药包的端部方 砖混结构，使用年 不能造成房屋结构 待拆除 向；错药包的径向背侧。 限小于5年，无结 严重损坏，经过修 gllk-m／s 临时住房 至药包最小距离85m。 构性裂缝。 补后尚能使用。 永久使用 错、错药包的端部方向和 砖混结构，坡面瓦 不能造成房屋结构 V3em／s 砖混楼房 1群药包的端部方向。至药 片屋顶，使用年限 性损坏，稍有修补 20 包最小距离150m一200