泉厦高速公路扩建隧道施工技术研究.doc

泉厦高速公路扩建隧道施工技术研究(2009年第4期 总第112期） （福建省交通质监站，福州 350001） 摘 要 本文对泉厦高速公路苏厝、山头两座扩建隧道爆破施工方法进行认真研究。工程实践表明，施工中严格控制爆破震动速度，开挖过程爆破围岩未对相邻原有隧道产生影响，爆破方案设计及监测技术安全可行；合理确定隧道进出口段单侧壁导坑临时支撑拆除时机、临时支撑拆除施工顺序，能为隧道施工和结构安全提供保障。 关键词 扩建隧道 爆破施工 临时支撑 拆除 技术研究 1 工程概况 泉厦高速公路扩建工程泉州段A5合同段苏厝、山头两座隧道均为扩建隧道，扩建方案为在原高速公路两座隧道之间新建一两车道隧道，并在原左线隧道的左侧另新建一两车道隧道形成四洞小净距隧道群。原隧道于1997年建成通车，为双洞分离式隧道，采用三心圆曲墙式复合式衬砌，净宽为12m，净高7.3m；新扩建隧道采用单心圆曲墙式复合式衬砌，净宽为12m，净高7.8m。相邻两隧道之间最小净间距只有5.5m。 2 爆破施工方法 扩建隧道爆破施工时在原有隧道内布设振动速率监控观测点来测量原有隧道质点的速度，根据对原有隧道的监控数据结合围岩情况及时调整钻爆设计参数，选择合理的爆破方式和装药量，减小爆破振动对原有隧道的影响。 隧道爆破施工采用光面爆破、微振爆破、预裂爆破等控制爆破技术。通过采用合理的开挖形式、爆破措施及掏槽技术，采用毫秒雷管微差爆破，改善装药结构，控制循环进尺等方法减少爆破震动，避免各段爆破振动波叠加对原有隧道造成影响。 苏厝、山头隧道进出口段围岩为软弱围岩，呈碎、裂状松散结构，且距离原有隧道较近，为高风险控制区，采用单侧壁导坑开挖法施工。 3 爆破方案设计及监测 总体设计原则：采用“随机干扰降震法”爆破方案，通过对多段位高精度系列雷管进行组合达到减震目的。单侧壁导坑法采用预裂、微震爆破。掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术，尽可能地减轻对围岩的扰动，维护围岩自身稳定性，达到良好的轮廓成形。 3.1 同段单个炮孔或几个同时起爆炮孔最大允许装药量 Q=nR3/2式中， 式中，Q－同段单个炮孔或几个同时起爆炮孔最大允许药量（kg）； R－爆源中心到振速控制点距离（m）； n－装药水平（瑞典爆破专家Langefore等的研究数据），不同装药水平的允许振速见表1。 表1 不同装药水平的允许振速 装药水平n 0.00 0.01 0.03 0.06 0.12 0.25 0.5 允许振速cm/s-1 3.5 5.0 7.0 10 14 20 28 为防止掏槽、扩槽、掘进和其他区域炮孔起爆后产生共振，采用同一段位雷管偏差值应大于25ms，雷管延时差应大于3T（T为单孔爆破时爆破振动周期，T=10～30 ms），即75～100 ms。从而实现随机干扰、相互抵消以达到减震目的。根据国际上大量实践总结出的装药折算系数（见表2），最后确定每段齐爆的容许装药量Qmax=Q/ρ，ρ可取1/3，即Qmax=3Q。 表2 装药折算系数表 频率 f（HZ） 周期 T（ms） 折算系数：ρ（Δt为雷管偏差值ms） Δt=±5 ±10 ±25 ±100 ±200 5 200 1 1 1 1/2 1/3 10 100 1 1 1 1/3 1/6 20 50 1 1 1/2 1/6 1/6 50 20 1 1/2 1/3 1/6 1/12 100 10 1/2 1/3 1/6 1/12 1/25 200 5 1/3 1/6 1/6 1/25 1/50 500 2 1/6 1/6 1/12 1/50 1/100 3.2 掏槽形式的选定 根据以往有关隧道爆破震动速度的观测数据，选用楔形掏槽。这样不仅可以有效的控制震动速度，而且容易掏出槽来，且能使掏槽的单段用药量减小。 3.3 爆破器材的选用 由于该区间地下水量不大，所以施工时拟采用2#岩石硝氨炸药，周边眼采用导爆索配合光爆小直径炸药，雷管采用特制高精度非电毫秒雷管。 3.4 合理的段间隔时差 为避免共振（强度叠加）的产生，雷管可采用跳段使用（段间隔时差控制为100ms）或采用特制高精度非电毫秒雷管。 3.5 循环进尺选定 循环进尺根据地质条件及进度安排确定。结合地质条件，工期要求及施工方法确定软弱围岩段单测壁导坑法循环进尺为0.8m。 3.6 起爆顺序 为了达到“随机干扰降震”的目的，按矩形起爆原理设计起爆顺序，采用复式V形起爆法起爆。用特制高精度非电毫秒雷管精确控制延时时间，防止共振现象的产生。具体落实到段号时，遵循以下三点来考虑：首先应有合理的间隔时间段；其次同一段炮眼的装药量应小于最大单段的允许装药量；第三，前一段爆破要尽量为后段爆破创造良好的临空面。 底板眼的爆破，可将底板眼分布几个段分开起爆，这样可以减少