海底隧道爆破震动控制研究.pdf

第卷第1期
石家庄铁路职业技术学院学报
VOL 12 No.
2013年3月
JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY
Mar.2013
海底隧道爆破震动控制研究
杨猛
(中铁十六局集团第二エ程有限公司天津300162)
摘要:青岛胶州湾海底隧道陆域段采用爆破开挖,由于处于市区,且隧道埋深较浅,因此爆破
的震动必须进行有效的控制,避免对周围的建筑物、管线产生影响,这区别于大多的公路隧道施工。
对爆破震动控制进行硏究,并实际应用到施工中去。
关键词:青岛胶州湾海底隧道爆破震动控制
中图分类号:U455.6
文献标识码:A
文章编号:1673-1816(2013)01-0047-05
概况
青岛胶州湾隧道工程隧址北岸属青岛市区,地下有不少市政管线(供水、供电、煤气管道及通
讯光缆等),地下管线埋深不超过2m;地面上有许多军用和民用设施,其中低层建筑多为浅基础,
以夯实的人工填土或强~弱风化岩为持力层,基础埋深一般为1~2m,部分深达5~6m。隧址南岸
薛家岛岸有一段从后岔湾村下通过,隧道上有较多1~2层民房,基础埋深1m左右。
隧道过房屋、管线、道路段的爆破施工时,爆破震动会引发建筑物震动和人员惊吓,因此隧
道过房屋、管线、道路段的爆破控制是整个工程爆破施工中的重中之重。爆破震动检测可以掌握
爆破对已施工结构及地表建筑物的影响程度,用以修改钻爆设计,控制超、欠挖及维护隧道内外
环境稳定。
2确定安全允许距离
爆破篾动安全允许距离按萨道夫斯基公式进行计算:
式中
R一爆心距m
Q一最大分段装药量kg;
一爆破安全震动速度值cm/s;
K,な-一与岩石性质、地质条件、爆破规模综合因素有关的系数。
2.1计算参数
(1)K、a取值
收稿日期:2012-11-28
作者简介:杨猛(1980-),男,满族,山东临沂人,学士,研究方向土木工程。
石家庄铁路职业技术学院学报
2013年第1期
由于在不同的爆破条件下,介质系数和震动衰减系数K,a的值相差很大。一般情况下,介质系
数和震动衰减系数K,a的值应由现场爆破试验确定,而此次钴爆设计还没有相关的介质系数和震动
衰减系数K,a的值,所以其取值按GB6722003《爆破安全规程》中的建议值选取。GB6722-2003
《爆破安全规程》对介质系数和震动衰减系数K,a的建议值如下表1所示。
表1爆区不同岩性的K,a取值
岩性
K
坚硬岩石
50~150
1.3~1.5
中硬岩石
150~250
1.5~1.8
软岩石
250~350
1.8~2.0
根据隧道所处围岩的具体情况,岩石基本为中硬岩,因此介质系数和震动衰减系数K,a的值按
中硬岩石选取。
2)Q取值
单段最大装药量按掏槽眼控制考虑,搁槽眼契形布置,炮眼4个。Ⅱ、Ⅲ级围岩每循环进尺2m,
掏槽眼单孔装药量按1.2kg考虑,掏槽眼总药量4.8kg;Ⅳ级围岩每循环进尺1.5m,掏槽眼单孔装
药量按09kg考虑,掏槽眼总药量3.6kg;Ⅴ级围岩每循环爆破进尺1m,掏槽眼单孔装药量按Q6kg
考虑掏槽眼总药量2.4kg。
(3)V取值
隧址处爆破法开挖必然对其上建筑物产生震动,爆破震动安全允许振速见表2。
充分考虑部分房屋建筑年代久远,留足安全系数,本工程钢筋混凝土楼房安全允许震速取2cm/s,
砖房安全允许震速取1.5cm/s。
2.2计算结果及修正钴爆设计
经过检算,按本爆破设计隧址上约有一半的房屋、管线和道路无法满足爆破安全允许距离,可
以从进一步缩短爆破进尺或全断面多分区,减小单段最大装药量来减小爆破震动。
I、Ⅲ级围岩按每循环进尺1.5m,掏糟眼单孔裝药量按0.9g考虑,掏槽眼总药量3.6kg,则
钢筋混凝土房屋爆破安全允许距离为16.87~38.31m,砖房爆破安全允许距离为19.78~45.49m。IV
级围岩按每循环爆破进尺1m,掏槽眼单孔装药量按0.6kg考虑,掏槽眼总药量2.4kg,钢筋混凝土
房屋爆破安全允许距离为14.74~33.48m,砖房爆破安全允许距离为17.29~40.55m。V级围岩按每
循环爆破进尺0m,掏槽眼单孔裝药量按0.4kg考虑,掏槽眼总药量1.6kg,钢筋混凝士房屋爆破
安全允许距离为12.88~29.26m,砖房爆破安全允许距离为15.11~35.44m。另外,隧址上个别建筑
物无法满足安全距离的地段采取减震和隔震的措施来减小爆破对隧址处建筑物的震动
3爆破減震、隔農措施
经过计算后,仍有个别建筑物无法满足安全距离的要求,隧道施工过离隧道距离近的房屋段必
须采取减震或隔震措施。减震措施主要有减小爆破进尺、减小炮眼装药密度、光面爆破和预裂(预
切割)爆破等。隔振措施则主要有预切槽、隔断桩技术等。
3.1预切割(或预裂)减振爆破技术
在隧道周边或者在其他边界,采用密集钻孔和低密度装药预先爆破形成切割逢,或密集钻孔间
隔装药(两个装药孔中间的孔不装药,为空孔,主要起切缝导向的作用)预先爆破形成切割缝的控