CN101936687A - 一种海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法，解决了现有技术没有根据振速控制指标及测试得到指标来确定分次爆破次数和最大段装药量的具体施工工艺的问题。包括测定施工工程地段的岩体的地质系数K和振动衰减指数a，选择振动监测方案，计算出最大段装药量，在掌子面上打孔设置周边眼、掏槽眼和掘进眼，将直径小于周边眼炮孔的直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入周边眼炮孔的孔底，按照空气间隔绑扎法绑扎成药包串插入到周边眼炮孔中后用炮泥封口，设置楔形掏槽眼，在掌子面上实施爆破。为长大隧道穿越建筑群控制爆破振动的施工方法提供了一个简单、安全、经济、实用的施工方法。

Description

一种海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法

技术领域

本发明涉及一种长大隧道穿越建筑群爆破振动施工方法，特别涉及一种海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法。

背景技术

随着社会经济不断发展，城市规模不断扩大，城市人口的剧激膨胀与有限的空间资源之间的矛盾日益尖锐。有研究表明，在30m深度范围内开发相当于总面积1/3的地下空间，就等于全部城市地面建筑的面积。因此，各国政府都比较重视地下空间的利用，把其视为解决城市集约化矛盾的主要办法。争相发展城市地下轨道交通工程，城市地下公路交通工程，逐渐发展成为城市地下综合体。向地下发展，岩石圈的致密性及构造单元的长期稳定性决定了采用钻爆法作为开拓地下空间的有效方法将长期使用。现有技术也有对在复杂环境条件下地下工程微振爆破施工技术的报道，有认为降低爆破振动的途径为：(1)选择合理的炸药品种；(2)选择合理的起爆时差；(3)选择合理的掏槽形式；(4)选择合理的开挖方式；(5)选择合理的钻爆参数和爆破方式；(6)加强爆破振动监测。也有认为控制爆破振动具体做法为：(1)爆破振动速度估算；(2)爆破的合理时差选择；(3)优化炮眼的布置方式；(4)起爆网路的联系方式的改进；(5)调整起爆顺序；(6)缩短循环进尺；(7)减少最大段装药量，降低振动速度；(8)采用隔振措施。国外学者对爆破震动效应的研究成果有G·A·Bollinger在他所著的《Blast Vibration Analysis》一书中说明，爆破破坏的临界数据有关的几个因素为：(1)包括商业结构、钢筋混凝土结构和高价值建筑物；(2)是所测结构物附近的地面振动，而不是建筑物内部某些点的测量数据；(3)是爆破振动的判据，不是天然地震的；(4)频率和距离无关，频率为3～500Hz，振动能量的传递可能是高频体波和低频面波两者；(5)不包括建筑物的共振、地面运动时间(疲劳)效应，这与天然地震效应的特性不同，但要考虑多次重复爆破；(6)与波形无关；(7)对质点振动速度峰值的任一向量都适用。

日本佐藤——佐佐计算隧道爆破振动速度v的公式如下。

v＝KW^mD^-n/cm·s^-1

式中：W——一次起爆炸药重量/kg；

D——离爆源的距离/m；

m——系数，一般为3/4；

n——系数，一般为2；

K——常数，与爆破方法、炸药种类、岩土性质以及地形条件等有关；

现有研究成果及技术对隧道工程的建设具有很好的参考价值，但没有根据振速控制指标及测试得到指标来确定分次爆破次数和最大段装药量的具体施工工艺。

发明内容

本发明提供了一种海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法，解决了现有技术没有根据振速控制指标及测试得到指标来确定分次爆破次数和最大段装药量的具体施工工艺的技术问题。

本发明是通过以下方案解决以上问题的：

海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法，包括以下工艺顺序：

第一步、测试并确定施工工程地段的岩体的地质系数K和振动衰减指数a；

第二步、选择隧道上方地面的不同目标物后确定振动监测方案，监测得到目标物的振动速度规律曲线；

第三步、爆破前进行爆破振动试验，并利用多台振动监测仪联动采集数据，利用软件回归计算修正爆破场区的K、α，用下列公式计算出最大段装药量：

$V=\frac{1}{N}K{\left(\frac{Q^{1/3}}{R}\right)}^{\mathrm{\α}}$

N为临空面的个数，且N＜6；根据最大段装药量确定爆破次数；

第四步、在掌子面上打孔设置周边眼、掏槽眼和掘进眼；

第五步、将直径小于周边眼炮孔的直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入周边眼炮孔的孔底，按照空气间隔绑扎法绑扎成药包串插入到周边眼炮孔中后用炮泥封口；

第六步、以与隧道左右水平线成30度角打孔设置两组第一段毫秒延期雷管掏槽眼和两组第二段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成45度角打孔设置第三段毫秒延期雷管掏槽眼和第四段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成60度角打孔设置第五段毫秒延期雷管掏槽眼和第六段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成75度角打孔设置第七段毫秒延期雷管掏槽眼和第八段毫秒延期雷管掏槽眼；

第七步、在掏槽眼和掘进眼中将直径小于其直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入炮孔底部，再将毫米延期雷管插入到炮孔底部，然后以连续装入方式在炮孔中装入大药卷，用炮泥封口；

第八步、在掌子面上实施爆破；

第九步、在新的掌子面上重复第三步到第七步的施工过程。

本发明根据对隧道上方地面的目标物的振动监测及得到的规律，找出了最大震动速度和优化计算出的岩体的地质系数K和振动衰减指数a，结合掌子面的临空面N，用修正的萨氏公司计算出了最大段用药量，在周边眼中采用隔振措施，使周边眼半眼率达到98％以上，采用分次复式楔形掏槽加快了掘进速度，降低了段装药量的目的。为长大隧道穿越建筑群控制爆破振动的施工方法提供了一个简单、安全、经济、实用的施工方法。

具体实施例

海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法，包括以下工艺顺序：

第一步、测试并确定施工工程地段的岩体的地质系数K和振动衰减指数a；

第二步、选择隧道上方地面的不同目标物后确定振动监测方案，监测得到目标物的振动速度规律曲线；

第三步、爆破前进行爆破振动试验，并利用多台振动监测仪联动采集数据，利用软件回归计算修正爆破场区的K、α，用下列公式计算出最大段装药量：

$V=\frac{1}{N}K{\left(\frac{Q^{1/3}}{R}\right)}^{\mathrm{\α}}$

N为临空面的个数，且N＜6；根据最大段装药量确定爆破次数；

第四步、在掌子面上打孔设置周边眼、掏槽眼和掘进眼；

第五步、将直径小于周边眼炮孔的直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入周边眼炮孔的孔底，按照空气间隔绑扎法绑扎成药包串插入到周边眼炮孔中后用炮泥封口；

第六步、以与隧道左右水平线成30度角打孔设置两组第一段毫秒延期雷管掏槽眼和两组第二段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成45度角打孔设置第三段毫秒延期雷管掏槽眼和第四段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成60度角打孔设置第五段毫秒延期雷管掏槽眼和第六段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成75度角打孔设置第七段毫秒延期雷管掏槽眼和第八段毫秒延期雷管掏槽眼；

第七步、在掏槽眼和掘进眼中将直径小于其直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入炮孔底部，再将毫米延期雷管插入到炮孔底部，然后以连续装入方式在炮孔中装入大药卷，用炮泥封口；

第八步、在掌子面上实施爆破；

第九步、在新的掌子面上重复第三步到第七步的施工过程。

Claims (1)

1.一种海底隧道在陆域段穿越复杂建筑群的爆破施工方法，包括以下工艺顺序：

第一步、测试并确定施工工程地段的岩体的地质系数K和振动衰减指数a；

第二步、选择隧道上方地面的不同目标物后确定振动监测方案，监测得到目标物的振动速度规律曲线；

第三步、爆破前进行爆破振动试验，并利用多台振动监测仪联动采集数据，利用软件回归计算修正爆破场区的K、α，用下列公式计算出最大段装药量：

$V=\frac{1}{N}K{\left(\frac{Q^{1/3}}{R}\right)}^{\mathrm{\α}}$

N为临空面的个数，且N＜6；根据最大段装药量确定爆破次数；

第四步、在掌子面上打孔设置周边眼、掏槽眼和掘进眼；

第五步、将直径小于周边眼炮孔的直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入周边眼炮孔的孔底，按照空气间隔绑扎法绑扎成药包串插入到周边眼炮孔中后用炮泥封口；

第六步、以与隧道左右水平线成30度角打孔设置两组第一段毫秒延期雷管掏槽眼和两组第二段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成45度角打孔设置第三段毫秒延期雷管掏槽眼和第四段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成60度角打孔设置第五段毫秒延期雷管掏槽眼和第六段毫秒延期雷管掏槽眼；以与隧道左右水平线成75度角打孔设置第七段毫秒延期雷管掏槽眼和第八段毫秒延期雷管掏槽眼；

第七步、在掏槽眼和掘进眼中将直径小于其直径的竹节或木棒或水炮泥加工成5-10厘米长后装入炮孔底部，再将毫米延期雷管插入到炮孔底部，然后以连续装入方式在炮孔中装入大药卷，用炮泥封口；

第八步、在掌子面上实施爆破；

第九步、在新的掌子面上重复第三步到第七步的施工过程。