单侧壁导坑开挖

1、二线隧道小间距地段控制爆破施工技术马永辉(中铁十一局集团第三工程有限公司安梁项目部 四川宣汉 636151)【摘 要】 通过工程实例，介绍了襄渝二线新大成隧道紧靠既有线小间距地段控制爆破施工技术、爆破振动监测以及安全措施，为类似工程提供参考。【关键词】 既有线 二线隧道 控制爆破 振动监测1 工程概况襄渝二线安梁段XYNS-05标段新大成隧道（二线隧道）位于四川省宣汉县大成镇境内既有线大成隧道（既有线隧道）左侧，全长3614.15m，为单线隧道，设计时速140km/h，隧道围岩岩性以泥岩夹砂岩为主，岩层产状变化较大，节理不发育。二线隧道进口ZDK552+277.85ZDK552+500段紧靠既

2、有线隧道，为小间距地段，线间距为1011.7m，最小净距（中隔墙厚度）仅为3.73m，二线隧道与既有线隧道的平面位置关系如图1所示。图1 二线隧道与既有线隧道的平面位置关系示意（单位：m）2 施工方案2.1 实施方案二线隧道施工前需按设计要求先对既有线隧道进行加固处理，二线隧道采用三步控制爆破及不同步开挖，以第I步掌子面里程超前于第II步掌子面里程，以第II步掌子面里程超前于第III步掌子面里程的流程进行开挖，具体施工步骤如下：(1)二线隧道施工前对既有线隧道K552+277.85K552+500段采用42锚管注浆加固，锚管间距为1m，锚管长度为3m。(2)在既有线隧道内布设振速监测点，并设置

3、观测标记。(3)先开挖远离既有线一侧小导坑（第I步），实施初期支护，并视围岩情况对临时开挖侧壁局部采用锚网喷防护。(4)开挖临近既有线隧道侧下部分（第II步），并实施初期支护，加强监测。(5)开挖上导坑（第III步），实施拱部初期支护。2.2 爆破设计 首先进行几次爆破试验，不断调整段装药量和更换掏槽眼形式，根据几次循环爆破试验结果确定合理的爆破参数。其次是根据二线隧道爆破时既有线隧道质点峰值振动速度不得大于10cm/s的设计要求进行爆破参数优化设计。分步开挖炮眼布置见图2所示。图2 分步开挖炮眼布置（单位：cm）(1)第I步开挖：为了最大限度减少爆破振动对既有线隧道的影响，经过反复爆破试验，

4、采用直眼掏槽形式，掏槽眼深1.8m，并钻一个直径为110mm的中空眼以提供较好的临空面，开挖后做好隧道左侧边墙和临近既有线隧道一侧局部临空面锚网喷防护，加强隧道围岩监测。该步开挖循环进尺1.6m，单位装药量为0.96kg/m3。 (2)第II步开挖：由于第一步开挖为第二步开挖增加了一个临空面，爆破时使爆破岩石向抵抗线最弱的I导坑方向蹦落，控制好段装药量，该步开挖后实施隧道右侧边墙初期支护，加强监测，观察围岩变形情况。该步开挖循环进尺1.6m，单位装药量为0.72kg/m3。(3)第III步开挖：采用压顶的方法从下至上逐层爆破剥落，远离既有线隧道一侧半拱部采用9段雷管，靠近既有线隧道一侧半拱部采

5、用11段雷管进行爆破，开挖过后施作隧道拱部初期支护，布设围岩变形观测点。该步开挖循环进尺2.0m，单位装药量为0.54kg/m3。3 爆破振动监测二线隧道爆破掘进引起紧靠既有线隧道的振动,爆破振动监测主要采用DSV振动测试仪、CD-1拾振器、笔记本电脑组成的测振系统进行量测，振速监测过程如图3所示。实际振速由笔记本电脑显示的波形图及仪器标定系数计算得出，综合多组监测振速数据进行线性回归得出隧道岩石系数K（K指与振动波传播介质有关的系数），采用萨道夫斯基公式计算调整段最大装药量。拾振器1拾振器2拾振器3DSV振动测试仪笔记本电脑图3 爆破振动测试系统示意3.1 监测内容在每循环二线隧道洞身开挖爆

6、破时，对既有隧道对应断面质点的振动速度及其频率进行量测，根据设计要求将振动速度控制在10.0cm/s内，于既有线隧道左侧K552+277.85K552+500每5米设置一处振速监测点，每爆破循环都需进行振动监测。3.2 监测结果对I导坑、II部分、III导坑实行全面爆破循环振动监测，监测结果是既有线隧道质点振动速度最大值为9.7cm/s，未超过设计要求10cm/s，较好完成二线隧道贯通和保证了既有线隧道的安全，爆破振速监测结果具体见表2。表1 爆破振动监测结果施工里程爆破次数掏槽形式最大段装药量/kg起爆方式雷管段数监测最大振速/(cm/s)ZDK552+277.85ZDK552+500 I导

7、坑141直眼掏槽5.6孔内延期1、3、5、7、9、11、139.7ZDK552+277.85ZDK552+500 II部分140直眼掏槽4.0孔内延期1、3、58.5ZDK552+277.85ZDK552+500 III导坑113直眼掏槽3.5孔内延期1、3、5、7、9、116.83.3 振动监测分析爆破监测过程中出现个别循环既有线隧道质点振动速度过大的情况或振动波形失真，造成振速过大的主要原因为：一是导爆管雷管未隔段使用，爆破后振动峰值进行叠加引起振速增大；二是段装药量超标，未严格按钻爆设计装药量进行；三是监测点螺栓松动、监测螺栓与拾振器接触不良以及振动测试仪系统参数改变等。4 安全措施4.

8、1 既有线隧道加固二线隧道开挖前按设计要求对既有线隧道K552+277.85K552+500段拱墙衬砌背后采用42锚管注浆加固，使既有线隧道衬砌背后充填密实。4.2 爆破试验应进行多次开挖循环爆破试验，爆破试验要不断调整每一雷管段别最大段装药量和选择效果较好的掏槽形式，根据多次循环爆破试验得出振速监测结果并进行回归分析计算，以确定合理的爆破参数。4.3 控制开挖进尺及步长第I步开挖每循环进尺控制在1.6m内，第I步导坑超前第II步导坑距离不小于20m；第II步开挖每循环进尺不得大于1.6m，第II步导坑超前第III步距离不小于10m；第III步开挖每循环进尺不得超过2.0m，施工过程中应根据二线隧道与既有线隧道线间距及净距情况及时调整开挖循环进尺。4.4 仰拱、衬砌紧跟，加强量测应坚持勤量测，及时支护与衬砌的原则，仰拱紧跟开挖掌子面，保持2030m的间距，二次衬砌距仰拱的施工面控制在30m左右，加强监测，及时掌握围岩变化规律。4 结语通过上述施工方法，新大成隧道进口ZDK552+277.85ZDK552+500小间距段难点项目提前安全贯通，爆破振动速