下穿高压铁塔的大跨小净距隧道控制爆破技术研究.docx
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1、公路交通技术 2013 年 6 月 第 3 期Technology of Highway and Transport Jun. 2013No. 3下穿高压铁塔的大跨小净距隧道控制爆破技术研究 顺1 ,丁 浩2 ,郭军2 ,秦峰1余( 1 招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆 400067; 2 公路隧道建设技术国家工程实验室,重庆400067)摘 要: 茶山隧道是广东省某高速公路在建的一座大跨小净距隧道,下穿 500 kV 高压线铁塔,对爆破开挖要求极高。针对该隧道埋深较浅、围岩变化较频繁、长度短的情况,提出全隧道采用短距离三台阶分次爆破开挖方案,即将上台 阶单段最大装药量控制在 23 kg
2、 以内,选择合理的爆破参数,并根据爆破震动监测进行修正,力求隧道爆破时高压铁 塔塔基处爆破震动速度不大于 2. 5 cm / s,以保障隧道上方高压铁塔的稳定和隧道施工安全。该隧道的开挖及爆破 方案可为类似工程提供借鉴。关键词: 高压铁塔; 隧道; 控制爆破文章编号: 1009 6477( 2013) 03 0125 05中图分类号: U459. 2文献标识码: Aesearch on Controlled Blasting Techniques for Large-span-small-clearanceTunnels with High-voltage Towers Crossing Un
3、derneathYU Shun1 ,DING Hao2 ,GUO Jun2 ,QIN Feng1Abstract: Chanshan Tunnel is a large-span-small-clearance tunnel under construction on some expresswayin Guangdong Province with 500kV high-voltage towers crossing underneath,so blasting excavation is highly required In accordance with shallow buried d
4、epth,frequent changes of wall rocks and short length of the tunnel,this paper proposes a scheme of three-step blasting excavation by time in short distance for the whole tunnel,i e controlling the max dosage at single section of upper step within 23kg,selecting reasonable blasting parameters and cor
5、recting according to monitoring for blasting vibration in order that the blasting vibration velocity at the foundation of high-voltage towers is not more than 2 5cm / s during tunnel blasting to guarantee stability of high-voltage towers above the tunnel and safety in tunnel construction The excavat
6、ing and blasting scheme of the tunnel can provide a reference for similar projectsKey words: high-voltage tower; tunnel; controlled blasting隧道掘进爆 破 振 动将会对铁塔的稳定产生一定影 响,故设计要求塔基处爆破震动速度不大于 2. 5 cm / s。 同时,根据 GB 67222003爆 破 安 全 规 程相 关 规 定,相邻交通隧道最近爆破点处爆破震动速度不得 大于 15 cm / s1。因 此,施工中必须对爆破振动进 行控制,减少对中间夹岩体的扰动
7、和破坏,并全程监 测塔基处的爆破震动速度,以确保高压铁塔的安全。1工程概况目前广东省某高速公路在建的茶山隧道穿越一脊状山,设计为 双 向 3 车 道。其 毛 洞 宽 约 18 m,高约 12 m,左右线均分别长约 260 m,两洞设计线间距 约 13 m,两线走向大体 平 行,属大跨小净距隧道。 茶山隧道地段为岩溶浅丘及河流堆积地貌,主要岩 性为灰岩夹薄层页岩。受 3 处岩溶洼地影 响,洞 顶 地面呈起伏状,隧道埋深 10 50 m。隧道进口左侧山顶有一 500 kV 高压线铁塔,见 图 1。塔高 30 m,塔基为混凝土基础,隧道从其下方37 m 处穿越,开挖边线距塔基最小水平距离约 8. 5
8、 m。2开挖方案确定由于茶山隧道是分离式小净距隧 道,且 铁 塔 位于隧道左线的左侧,因此先开挖右线隧道,再开挖左线隧道,以尽量减小对高压铁塔的震动。勘察及设基金项目: 广东省重大工程科技攻关项目( 2009 01 001)收稿日期: 2012 10 21作者简介: 余 顺( 1982 ) ,男,重庆市人,硕士,工程师126公 路 交通 技 术2013 年65 cm; 底板眼间距 55 cm,周边眼装药集中度 0. 30 0. 32 kg / m。对于有仰拱段落 ( 、级围岩) ,以塔 基附近的级围岩为控制重点,爆破参数周边眼间 距取 55 cm,周边眼最小抵 抗 线 60 cm; 底 板 眼
9、 间 距60 cm,周边眼装药集中度 0. 25 0. 30 kg / m。3. 1. 2炮眼深度炮孔深度不仅决定着爆破循环 进 尺 与 掘 进 速度,而且影响爆破效果,是爆破地震效应的主要影响 因素之一6。由于茶山隧道岩体属中等硬度,且具有较大的韧性,若选取的炮孔深度过大,岩体爆破的 夹制性也大,炮孔利用率低,且还可能形成爆破的内 部作用,产生强烈的爆破地震效应,甚至破坏围岩的 完整性。爆破振速与进尺也是相对应的,进尺 越 大图 1高压铁塔与隧道实景计资料显示,茶山隧道围岩以、级为主,中间有一段 级 围 岩。单段围岩长度最短 17 m,最 长 45 m。设计级围 岩 段采用双侧壁导坑法开挖,
10、 级 围岩段采用上下台阶及下台阶预留核心土法开挖, 级围岩段采用半断面法开挖2。由于各级别围岩交替出现,长度又较短,若每个 围岩段采用不同的开挖方法,则不仅工程造价较高, 而且工序转换繁杂、施工组织较困难,对工程进度将 有一定影响; 若采用普通的爆破开挖,则单次起爆药 量多,对围岩震动影响大。后经多方论证,根据先行 开挖的右线隧道试验段围岩情况并结合项目部的施 工水平,拟对全段左右线隧道均采用短距离三台阶 法开挖。分台阶开挖既增加了临空面,降低了 爆 破 震动,还有利于开挖面的稳定,具有适用性强、灵活 多变等优点,无论地层变好还是变坏,都能及时更换 成其他方法3。7爆破振速相应也越大 。茶山隧
11、道在靠近高压铁塔前后 60 m 范围内,一次开挖进尺 、级围岩控制 在 1 m 左 右, 级 围 岩 控 制 在 2 m 以 内; 距 离 铁 塔60 m 外可适当放宽。3. 1. 3掏槽形式选定隧道爆破开挖的关键是掏槽,掏槽 形 式 可 分 为斜眼掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽、扇形 掏 槽 等。从 有 关隧道爆破开挖质点振动速度的观测中发现: 一般 情况下,掏槽爆破的地震动强度比其他部位炮眼爆 破时的地震动强度都要大。因此,从减小掏槽 爆 破 的地震动强度出发,茶山隧道爆破设计选用楔形掏 槽。、级围岩每对掏槽孔的孔深 1. 5 m,孔口距1. 8 m,孔底距 0. 2 m; 级围岩采 用 2 级
12、 复 式 楔 形掏槽,内层掏槽孔孔深 2. 2 m,孔口距 2. 6 m,孔底距0. 4 m; 外层掏槽孔孔深 2. 3 m,孔口距 4. 0 m,孔底 距 1. 4 m。3. 1. 4 不耦合装药实践证明,药卷在有空隙的炮眼中爆炸时,形成 的冲击波随不耦合系数的增大而衰减。光面爆破装 药不耦合系数取值范围一般为 1. 25 2. 5。根据地 勘报告,茶山隧道围岩的单轴饱和抗压强度在 33 45MPa 之间,属中硬岩,此处不耦合装药系数取 1. 25。3. 1. 5 单段最大装药量隧道爆破振动量值与起爆方式、装 药 参 数 尤 其 是主药包药量、地质情况、爆破点与测量点的距离及 介质情况有关。
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- 高压 铁塔 大跨小净距 隧道 控制 爆破 技术研究
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