王玉行

中铁二十二局集团第四工程有限公司 天津 301700

目前国内邻近既有线隧道开挖的方式有两种：一是，在地质围岩等级为Ⅴ类及以上时多采取机械开挖方式；二是，在地质围岩等级为Ⅳ类及以下且造价允许的情况下采用盾构开挖方式。第一种施工方法受地质围岩等级制约性较大，一般适用于围岩等级较差或黄土隧道，第二种施工方法受盾构机械制约，一般适用于工程造价较大且有设计要求的地铁等项目。在这里主要论述较低造价且需要进行控制爆破开挖项目采取的防护措施及施工方法。

1 工程概况

本项目部承担的邻近既有线隧道开挖任务：本工程是对既有隧道的延伸工程，延伸双线隧道316m，隧道结构型式为直墙拱形钢筋混凝土结构。隧道与既有线并行，隧道爆破开挖距离既有线最小净距离50.54m；通过控制爆破施工，要求相邻既有线隧道振速不能超过2.0cm/s。

2 施工工艺特点

结合隧道地质发育及围岩等级情况（隧道进深316m，Ⅲ级围岩，岩石横向发育），针对隧道爆破高危作业特点、距离既有线隧道短等实际情况，经过方案比选、优化、模拟、验证，形成了一套完整的邻近既有线隧道爆破施工方法。本施工方法遵循“短进尺、弱爆破”的施工原则，通过多打眼，少装药，严格控制每段导爆管的数量，来控制最大段单响药量，从而保证振速不超过设计要求，以减少爆破施工对既有线带来的影响。

施工前在既有线隧道上口设置防护网，防止因为震动导致的山体松石脱落，掉至既有线导致的行车事故。施工过程中，在既有线隧道设立监测点，通过爆破振速监测仪实测数据控制每次装药量，并随隧道进尺加深、与既有线距离加大，增加药量以保证施工顺利进行，按期完成施工任务[1]。

3 技术研究的重难点

根据施工的特点，如何在保证既有线行车安全的前提下，加速完成施工任务，保障工期是本技术研究的重点。

通过爆破振速监测仪的实时数据，与既有线的距离，围岩的等级，岩石的发育状况，振速的衰减情况等控制装药量及导爆管段位数量，从而控制既有线隧道振速符合设计要求，保证既有线行车安全是整个施工过程中的重点[2]。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

爆破施工工艺流程(图1)

图1 爆破工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

内业准备

施工前应根据现场具体施工条件编制《爆破专项施工方案》、《实施性爆破施工组织设计》、《施工安全保证措施》、《应急预案》并报业主单位、监理单位、政府主管部门进行审批备案[3]。

人员准备

爆破员、仓库管理员应持证上岗，因施工复杂作业人员多，施工前需对现场带队人员和操作人员进行分工，定职定责。

机械准备

施工前将空压机、通风机、发电机等设备进行维修保养，每种设备采取备用措施，确保施工过程中不会受到机械损坏困扰。

4.2.2 施工过程及控制要点

钻孔

Ⅰ、基岩段凿岩时工作面配备10台7655型风钻，采用42mm“一”字形合金钻头，中心孔和掏槽孔深度为1.8m。辅助孔和周边孔为1.6m。

Ⅱ、打眼间距为0.8m，掏槽孔与辅助孔之间的间距为0.8m，辅助孔与周边孔的间距为0.8m,合计总钻孔为126个。

Ⅲ、钻孔验收：

孔位和角度符合方案要求。

确保钻孔深度且保持洁净无异物。

装药

Ⅰ、使用2号岩石乳化炸药，雷管采用毫秒电雷管及毫秒导爆管雷管。装药前要注意检查炮孔，清理炮孔，严格按照爆破设计药量进行装药。

Ⅱ、装药深度为：掏槽孔1.8m，辅助孔和周边孔为1.6m。

Ⅲ、装药必须逐节进行。

Ⅳ、装药至上起爆体位置时，暂停装药，装入起爆体，并重点检查雷管脚线状态。

Ⅴ、装药完成后尽快进入下步工序，减少暴露时间带来风险。

填塞

Ⅰ、用黏土进行堵塞，一定要封实封严。

Ⅱ、填塞长度为0.6m。

Ⅲ、堵塞不得破坏起爆线路。

Ⅳ、要保证堵塞质量和堵塞长度，严禁出现空洞或接触不紧密现象。

起爆网路：采用电雷管—导爆管混合起爆网路。

网路联接由专业爆破员操作，操作过程中特别要防止损伤导爆管造成断爆，接头牢固。联线时应注意避免踩踏导爆管，无关人员不得进入作业区，作业人员应进行详细技术交底。

起爆(图2)

图2 起爆网络示意图

Ⅰ、起爆区设置200m警戒区域，非专业爆破操作人员禁止靠近。

Ⅱ、起爆前应二次检查起爆网路，保持畅通。

Ⅲ、爆破作业应安排专人指挥，令行禁止。

Ⅳ、爆破后30分钟后，爆破检查人员等待爆破有害气体排放完毕方可进入爆区。

关键工序的控制措施

Ⅰ、打眼装药：严格控制开挖断面，采用光面爆破，做到不欠挖、超挖。

Ⅱ、选择合理的爆破参数，完善爆破工艺，提高爆破质量。

Ⅲ、提高划线、钻眼精度。

Ⅳ、保证周边眼装药质量，严格控制炮眼装药量。

4.2.3 安全防护措施

凡从事爆破作业的人员，都必须经过培训，考试合格并持有爆破证。

爆破作业地点有下列情形时，禁止进行爆破作业:

A.存在冒顶及滑坡安全隐患；

B.工作面存有漏水炮眼湿度高；

C.危及设备或建筑物安全，无有效防护措施（爆破作业地点离建筑物很近）；

D.危险区边界上未设警戒，未严格认真做好准备工作。

在光线照明不足的天气条件下和雷雨天气条件下严禁爆破作业。

炮棍的选取必须使用木质炮棍进行装药，严格禁止使用铁质炮棍。严格禁止易燃材料和其他石块堵塞炮眼。

爆破时必须有预告信号，起爆信号，解除警戒信号。

对于瞎炮的处理，应建立一条警戒线，根据不同的情形，采取以下不同的处置方式：

A禁止使用木棒对爆药卷进行硬碰硬的敲击；

B.将导火索重新连接好，然后引爆，禁止在残眼中继续打眼。

C.在瞎炮上方大于0.3m开凿一个平面炮眼引燃爆破，但要考虑到岩石的节理，凿洞时炮眼的倾角要与瞎炮平行，不能穿孔；

D.当阻塞物可以被安全、正确地清除后，重新装入爆药包，并开始引爆。

在洞口浅眼进行爆破时，应设置200m以上的最小安全距离。

爆破器材领取申请，审核制：爆破器材需要领取时，由指派的起爆人员填写申请表，报请项目部负责人批准。在安全人员的监督下，在现场进行火工品的使用。爆破工作结束后，应将余下的火工品及时退回库房，使其与账目、物账一致。

施工单位应按其所需炸药数量，设立一座安全的炸药防护仓库。

炸药的装填应符合以下条件：

A.在装填炸药之前，炮眼必须经过清理，并接受。

B.如果深孔装药发生了阻塞，必须在雷管和起爆药柱等敏感设备安装完毕之前，采取相应的措施进行处理。

C.爆破作业区域内严禁使用烟花爆竹，严禁使用明火照明。

D.不允许使用凝固或发生故障的爆破物。

堵炮作业应按以下规则进行：

A.在装填完毕后，要确保堵炮效果，严禁对深孔炮眼进行无堵塞的爆破。

B.请注意，不要损坏起爆线路。

C.不得捣固与炸药直接相接触的密封件，也不得用密封件将炸药托举。

D.不允许将炸药的引信、导爆管、电雷管等拔出或强行拔出来。

爆破警戒

A.在进行爆破作业之前，应对危险区域进行划界，并做好标记。

B.在危险区域的分界线上设立前哨，哨所内设有经常监控的出入口。

C.在爆破之前，必须用声音和目视信号，让危险区域的所有人都能听得见，并让所有工人提前了解警戒区域、标志、目视信号的含义，以及信号的发射方式和时机。

D.禁戒范围应距放炮地点200m以内。

E.点炮人员在发射炮弹后，应选择一个安全的躲避炮弹的地方，迅速进入安全区域。

在爆破之后进行的安全检查

A.在爆破完毕后，在预定的等候期内，应到现场查看是否有危石，是否有支护损坏，是否有瞎炮等。

B.由爆破人员进行检查，如发现有危险石块、瞎炮等情况，必须立即进行处置，在处置之前，必须在现场设置显著标记或进行警戒。

C.工人在确认爆破是安全的，并得到爆破负责人的批准，才能进入爆破现场。

D.爆破员在每一次爆破后，都要仔细地做好爆破的记录。

5 安全振动测算

采用排间延时爆破，一次起爆126个炮孔，最大装药量30.4kg，设振动观测点的距离为50m，系数K取200，衰减系数a取1.7，则地面峰值振动速度为

50m外为既有线隧道，由于振动幅度1.79cm/s小于我国爆破安全规程允许的振动标准2.5cm/s和设计要求振速2.0cm/s，符合要求。

6 既有线安全保证措施

爆破施工涉及到营业线侧设备、山体、影响铁路附属设备安全，需在相关单位配合人员到达现场后，方可开始作业。

从整个爆破所需的位置上来看隧道靠近已有线的同时，两个隧道口之间的距离较短，属于小净距离爆破。在针对动身进行开挖安装爆破设施时，采用密眼浅孔爆破的方式。需要格外注意的是整个爆破过程施工建设的循环进尺控制在一米到两米之间。施工爆破期间要严格落实短进尺，强支护的爆破策略，同时针对封控位置进行实时的勘测，及时的更新施工现场地质数据，针对发生重大变化时要及时的作出调整。将爆炸所产生的震动力和冲击力降到最低，使得整个爆破过程对周边的影响降到最小。分析爆破施工前同设备单位共同对既有线隧道进行详细调查，并做好记录及影像资料。

施工建设环境的安全是建设的重要前提，在开展隧道的挖掘工作时，应当实时注意观察整个山坡的稳定性。在每日的施工结束之后和施工开始之前，都需要对周边的山体情况进行准确的评估检查。针对身体可能出现的一些开裂和塌方现象及时的采取预防措施。一旦发现山体有出现裂缝和塌方迹象按照应急策略及时进行处置。当发现山体环境稳定性极差时，已经严重威胁到周边的施工安全或现场的危险不能排除时，应当立即停止施工。将有关情况及时向上级报告，等待进一步处置。

邻近既有线消防通道及隧道开挖爆破必须采用控制爆破，隧道爆破尽量利用天窗点或列车间隔进行爆破。

爆破的最小安全距离：炮孔爆破200m。划定爆破区域，在防控区域及时的设置警戒线，安排专门的安全人员进行指挥。在爆破装置的安装和火药的使用过程中，要严禁使用铁器，整个安装和运输过程中，要保障整个爆破棍不能受到挤压和损坏，防止意外情况触发雷管导致爆炸，造成安全事故。在爆破雷管进行安装时，安排有专门的人员进行火药装填，安装到位之后，安排现场人员撤离。同时针对安装好的爆破装置进行检查，若一次性起泡，多个炮眼时，可以采用导线起爆和电力起爆，保障起爆过程中的安全稳定。

7 结语

本施工方法结合了隧道爆破施工方法及铁路局对邻近既有线施工的相关要求，为后续的爆破项目开展提供了有效参考，同时针对邻近既有线路隧道工程施工建设提供了相关建议和策略。促进我国隧道工程项目建设，迈上新的发展阶段。