探究暗挖矿山法隧道减震爆破技术

探究暗挖矿山法隧道减震爆破技术

邹洪

中铁三局集团广东建设工程有限公司  广东广州  510000

摘要：随着城市化的快速推进，地铁作为城市交通的重要组成部分，其建设日益受到人们的关注。在暗挖矿山法地铁隧道的建设中，避免不了遇到坚硬无法破除的岩石段，这时需要用到爆破来进行掘进。然而，这种方法在爆破过程中产生的震动对周围环境，特别是邻近建筑物和地下管线，会产生不利影响。因此，本文将深入探究暗挖矿山法地铁隧道爆破技术，以减轻爆破对周围环境的震动影响。

关键词：地铁隧道；暗挖；爆破；减震

1 暗挖矿山法地铁隧道爆破原则

1.1遵循“密布孔、少装药、多循环”原则

合理布置炮孔、控制装药量和增加循环次数，实现爆破效果的最大化。具体来说，密布孔指的是在隧道断面上布置足够多的炮孔，使炸药能够均匀分布；少装药则是指在保证爆破效果的前提下，尽量减少每个炮孔的装药量，以减少对周围岩体的破坏；多循环则是指通过多次爆破作业，逐步完成隧道的掘进[1]。

1.2根据允许的震动速度值控制最大单段药量

在爆破作业中，震动是不可避免的，为了保护周围建筑和地下管线等设施的安全，必须严格控制爆破产生的震动速度，根据允许的震动速度值来确定最大单段药量，确保每次齐爆药量在控制范围内。

1.3采取近体防护措施避免爆破飞石影响

爆破作业中，为了避免飞石对暗挖顶板等结构的影响，必须采取近体防护措施，可使用砂袋、钢板等材料覆盖爆破区域，以阻挡飞石的飞溅。同时，还需要对爆破区域进行清理，确保没有杂物或人员滞留，以免发生意外。

1.4采用分段毫秒微差起爆方法或数码电子雷管逐个起爆网络

分段毫秒微差起爆方法和数码电子雷管逐个起爆网络是两种常用的起爆方式。分段毫秒微差起爆方法指的是将炸药分成若干段，每段之间设置一定的时间间隔，以实现逐段起爆。这种方法可以减少爆破产生的震动和噪音，提高爆破效果。数码电子雷管逐个起爆网络则是指通过电子控制系统，逐个引爆数码电子雷管，实现精确控制起爆时间和顺序。这种方式具有更高的安全性和灵活性，适用于复杂的地质条件和施工环境。

1.5采用松动控制爆破减少或避免对基坑围护结构的影响

在地铁隧道施工中，为了确保围护结构的稳定性，最大限度减少爆破震动对围护结构及地面房屋的影响，应采用松动控制爆破进行施工。松动控制爆破是指在爆破作业中，通过控制炸药量和起爆方式，使岩体产生松动而不破裂，减少或避免爆破震动对基坑围护结构以及支撑系统的影响。这种方法需要对爆破参数进行精确控制，并进行实时监测和调整。

2 台阶爆破参数

2.1基本材料选定

根据爆区的地形地质条件，经过慎重考虑和仔细分析，决定选用Φ76mm的钻孔直径。这样的选择既充分考虑了地质条件的复杂性，也兼顾了施工效率与安全性。爆区可能存在的岩石硬度、地层厚度、地下水情况等因素都会对钻孔直径的选择产生影响。Φ76mm的钻孔直径可以在大多数地质条件下满足施工要求，确保钻孔的顺利进行。为了便于施工操作和准确控制钻孔方向，采用垂直钻孔形式。垂直钻孔不仅可以简化施工流程，提高施工效率，还能确保钻孔的准确性，为后续装药和爆破作业提供有力保障[2]。在选择炸药和雷管方面，结合钻孔Φ76mm的特点以及装药和防水的要求，最终选定了Φ60mm药卷乳化炸药。这种炸药具有良好的爆炸性能和稳定性，能够满足爆区施工的需求。同时，还选用了毫秒导爆管雷管和数码电子雷管。毫秒导爆管雷管具有精确的起爆时间和良好的传爆性能，能够确保爆破作业的准确性和安全性。数码电子雷管则具有更高的智能化水平，可以实现精确控制起爆时间和顺序，进一步提高爆破作业的效果和安全性。

2.2爆破参数

在施工现场的实际操作中，为了确保爆破作业的高效与安全，根据具体的施工条件和以往的经验，精心设计和布置炮孔。其中，梅花形炮孔布置方式能够有效利用空间，同时确保炸药能量的均匀分布，提高爆破效果。具体的爆破参数如下：

底盘抵抗线W，炸药包底部到自由面的垂直距离。根据施工现场的具体条件和以往的施工经验，W的取值范围通常在（20～40）d之间，其中d为炮孔的直径，此处采用76mm的钻孔直径。

堵塞长度L，炸药包顶部到炮孔口的距离。堵塞长度的作用在于防止炸药爆炸时产生的气体过早逸出，提高炸药能量的利用率。根据规定，堵塞长度L不小于底盘抵抗线W。

炮孔间距a，相邻两个炮孔之间的距离。合理的炮孔间距能够确保炸药能量的均匀分布，避免能量的浪费和过度集中。根据施工现场的实际情况，炮孔间距a的取值范围通常在（1.0～1.5）W之间。

排间距b则是相邻两排炮孔之间的距离，与炮孔间距a类似，也是为了确保炸药能量的均匀分布。根据规定，排间距b的取值范围通常在（0.6～1.0）W之间。

超深h，炮孔底部到设计底部的垂直距离。超深的存在可以确保底部岩石的破碎，提高爆破效果。根据施工现场的具体情况，超深h的取值范围通常在（0.12～0.30）H之间，其中H为设计底部到自由面的垂直距离。

2.3区域爆破参数

在爆破工程中，合理的爆破参数选择对于确保工程安全、提高爆破效率以及降低成本至关重要。

当台阶高度为5m时，需要考虑以下参数设置：

最小抵抗线：设置为1.8m。最小抵抗线是指炸药包中心到自由面的最短距离，决定了爆破效果和炸药能量的有效利用。

孔间距和孔排距：均控制在2～2.5m的范围内，这两个参数影响炸药包的布置和爆破作用范围，适当的间距能够确保炸药能量的均匀分布和充分利用。

孔深：设定为5.6m，与台阶高度相适应。

单耗：控制在0.3～0.35kg/m³的范围内。单耗是指单位体积岩石所需炸药的重量。

单孔药量：根据单耗和孔深计算得出，为8.4～9.6kg。

填塞长度：保持在2.8～3.4m的范围内。填塞能够减少炸药能量的损失，提高爆破效果。

结构：连续装药结构，确保爆破作业的减震效果。

当台阶高度增加到6m时，需要对爆破参数进行相应调整：

最小抵抗线：增加到2m，以适应台阶高度的增加。

孔间距和孔排距：分别为2～2.6m和2～2.5m。适当的增加间距可以确保炸药能量的均匀分布，并减少岩石的过度破碎。

孔深：增加到7m，与新的台阶高度相匹配。

单耗：仍然控制在0.3～0.35kg/m³的范围内，保持炸药的使用效率和成本效益。

单孔药量：根据新的单耗和孔深计算得出，为10.8～12.6kg。

填塞长度：增加到3～3.6m，进一步减少炸药能量的损失并提高爆破效果。

在连续装药结构下，这些调整后的参数将确保在台阶高度增加时，爆破作业仍然能够保持一定的减震效果。

爆破工程要求在追求最佳爆破效果的同时，尽可能地减少爆破震动对周边环境的影响。在实际操作中，通常通过现场试爆来调整爆破参数，以达到这一目的。在理想情况下，设计的是基于稳定、均质的岩层进行的[3]。然而，在实际操作中，面对各种复杂的地质条件，如岩性、地质结构等的变化，需要根据实际情况调整孔数和装药量，并且要专业爆破人员负责进行数据的调整，适应不同的地质条件。现场工程师负责决定增加或减少装药量的具体方案。如果当需要调整的装药量超过10%时，这一决策权将上升到项目负责人或总工程师手中。

3 结论

综上所述，减震爆破技术的研究与应用对于保障地铁隧道施工安全、降低对周围环境的影响具有重要意义。因此，我们需要充分发挥科技的力量，加强理论与实践的结合，不断创新和完善减震爆破技术，以适应不同地质条件和工程需求，为地铁隧道的建设和发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]张明. 简述地铁隧道矿山法控制爆破技术[J]. 建筑与装饰,2020(11):163-164.

[2]李雷,徐市委,景勇,等. 矿山法隧道爆破施工控制要求[J]. 云南水力发电,2021,37(12):61-65. 

[3]舒文军. 城市轨道交通暗挖隧道错相减震爆破技术研究[J]. 价值工程,2022,41(12):99-102.