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摘要：本文通过新建杭绍台铁路施工案例，引出并详细介绍了在高铁隧道施工中下穿村庄及油气管线的注意事项。所采取的措施主要有使用聚能水压控制爆破技术减少震动。在燕居2#隧道中使用了多种技术尽量减少施工给居民带来生产生活的不便及油气管线安全，进而保证隧道施工的顺利进行。

关键词：隧道 下穿村庄 下穿油气管线 控制爆破

燕居2#隧道全长2054km，起讫里程为GDK188+580～GDK190+634，长度为2054m，最大埋深130m。隧道内使用CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道作为轨道，按照350km/h客运专线双线隧道的标准进行设计，轨道中心线间距5.0米，隧道下穿两处油气管线，一处村庄，是高风险隧道同时也是全线的控制性工程。

1、 工程概况

（1）实施控制爆破的主要里程段是GDK188+700～GDK188+830段、GDK189+590～GDK189+700段、GDK189+700～GDK190+000段此3段中为下穿村庄及油气管线，爆破控制的目的是减小对居民生产生活的影响保证油气管线安全（详细见表1）。

（2）GDK188+777.25308处下穿燃气管线，本段隧道处于弱风化凝灰岩地层，为Ⅲ级围岩，富水性为贫水区-弱富水区。隧道与燃气管线斜交，具体平、纵位置详情见图1-1、1-2。

GDK189+639处下穿燃气管线，本段隧道处于弱风化凝灰岩地层，为Ⅲ级围岩，富水性为贫水区-弱富水区。隧道与燃气管线斜交，具体平、纵位置详情见图2-1、2-2。

（3）GDK189+700～GDK190+000段下穿岭上村，本段隧道处于弱风化凝灰岩地层，为Ⅲ级围岩，富水性为贫水区-弱富水区。隧道与岭上村具体平面位置详情见图3-1和图3-2。

2、主要施工方案

本项目近距离下穿燃气管线和岭上村，重点是确保燃气管线及岭上村房屋建筑安全，燕居2号隧道爆破开挖时，地面不发生变形和垮塌控制震动速度在2cm/s范围内，是本工程控制的难点。安全上主要是控制爆破振动、飞石、空气冲击波对施工人员及燃气管线、岭上村的安全影响。

在隧道掘进过程中，遵循着“先探测、后开挖、短进尺、弱爆破、强支护、严控水、快封闭、勤测量、早衬砌”的原则组织工作，进行施工，要想达到理想的效果和状态，控制爆破是减小影响的关键。施工过程中采用TSP及超前探孔相结合，全面掌握掌子面前方的围岩情况;结构物上设置测震仪，掌握每次爆破对结构物的震动情况，根据震速动态调整爆破参数，确保结构物的安全。

3、控制爆破参数设计

计算单段最大共同作用装药量与开挖进尺的数值范围。隧道振动爆破的关键是计算和设计最大共同作用装药量与开挖进尺，因为控制爆破时通常不是控制一次爆破的总药量，而是控制同时起爆的同段药量，根据《爆破安全规程》（GB6722-2014），爆破振动安全允许距离：

R=（K÷V）1/a×Q1/3，

根据爆区不同岩性的K、a值，选取K=250，a=1.8;爆破震动安全允许标准，选取V=2;

26m=（250÷2）1/1.8×Q1/3，爆破最大单段药量Q=5.6Kg。根据此参数，设计的钻爆方案如下：

控制爆破段均采用三台阶法开挖，循环进尺为1.0m。炮孔布置图见图4-1，爆破参数表见表2、表3、表4。表2三台阶法爆破参数（上台阶）

依据《爆破安全规程》（GB6722-2014）第3.9、4.1、4.2条的规定，燕居2号隧道为B级岩土爆破。

4、控制爆破方法

隧道爆破采用聚能水压爆破，所谓“聚能水压光面爆破新技术”就是爆破炮眼中由聚能管装置替代了常规光面爆破炮眼中的药卷和传爆线，光爆炮眼的最底部和上部有水袋，用专用设备加工成的炮泥回填堵塞。

（1）聚能管装置装药技术

1）聚能管参数

聚能管采取一种抗静电阻燃的特种塑料管，异形双槽聚能管。管长2m、2.5m、3m不等。聚能管根据炮眼深度可长可短，聚能管是由两个相似半壁管组成，管壁厚2mm，半壁管中央有一个凹进去的槽，叫做“聚能槽"。聚能管截面尺寸：聚能槽顶角70°，聚能槽顶部距离17.27mm，半壁管宽度24.18mm，两半壁管相扣成的聚能管宽度为28.35mm。为调节聚能槽对准开挖轮廓面，两半壁管可调聚能方向8°～10°。聚能管裝置中的炸药为施工现场通用乳化炸药。聚能管内部尺寸形成的截面就是炸药的截面。截面尺寸如下图所示。

2）聚能管装置的组装方法

聚能管装置中的传爆线和起爆雷管为施工现场通用的起爆器材，起爆雷管段别与常规光面爆破相同。往半壁管注药是组裝聚能管装置主要工艺。为往半壁管中注药需要空压机和注药枪等两种设备。注药枪长45cm，重0.8kg。小型空压机功率800W，重23kg。

聚能管装置组装很简便，其步骤是：

①把半壁管摆放在工作平台上。

②把药卷一端和沿药卷纵向切开包装皮，然后两药卷沿纵向切开面合并装入注药枪中，最后拧紧旋转盖。

③给注药枪加压，其压力为0.2个大气压;手握注药枪沿半壁管从头至尾移动，炸药就从枪口咀连续不断流入半壁管中。

④注好炸药的两个半壁管相扣之前在其中一片半壁管中放置一根传爆线（俗称红线），传爆线比半壁管长10cm，然后合并在一起。

⑤为保障聚能槽与轮廓面平行，要在聚能管装置两端套上定位圈;这样，聚能管装置就基本组装完。要特别指出的是，聚能管装置的起爆雷管应在掌子面前安装。整个注药过程操作简便快捷，一个循环光爆炮眼所需要聚能管装置数量可在一小时左右组装完。小型空压机和注药枪等注药设备便宜，随时随地可以买到。

2）装填操作步骤

装药之前，把加工好的聚能管运至施工掌子面，并准备绝缘胶带、孔内定位棉、夹条等辅助材料。

装填的步骤是：

第一步，往光爆炮眼最底部填装一个水袋，水袋必须装到炮眼最底部，不能留有空隙;

第二步装填聚能管装置（炮眼深度的70%），聚能管装置要紧挨着炮眼最底部水袋，聚能槽要与轮廓面一致，特别要注意千万不能装错;

第三步，装填两袋水袋;

第四步，也是最后一步，用专业设备加工成的炮泥回填堵塞一直到炮眼口，用木质炮棍捣固炮泥才会坚实，起到堵塞的作用。所有光爆炮眼填过后，像常规光面爆破那样连线起爆。

（2）启爆网络设计

起爆网路联接应由有经验的爆破员或爆破工程技术人员进行，并经现场爆破技术负责人检查验收。

隧道洞身开挖爆破的一次起爆顺序为：掏槽眼→辅助眼→周边眼→底眼，爆破网路采用簇联形式。

孔内雷管采用单发毫秒非电导爆管雷管MS1～MS19，孔外采取一把抓簇连方式用MS1进行连接，孔外的连接雷管MS1间采用大把抓连接网路，禁止孔外用除MS1的毫秒非电导爆管雷管连接爆破网路。周边孔光面爆破采用毫秒非电导爆管雷管起爆。采用起爆器起爆。

5、施工监测

对隧道临近燃气相关设施设备处布设相关振动监控设备，对隧道临近燃油管线段范围内爆破施工振动情况进行监测。在下穿燃气管线和岭上村段分别进行爆破振动测试和地表沉降观测。

施工中严格控制每一道工序，控制沉降，重视监控量测在施工中的指导作用，在每次开挖及支护，衬砌施做完成等关键工序完成后30分钟内必须进行地表变形测量。同时在下穿段、临近燃油管线段进行爆破振动监测。

监控量测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。监测人员及时反馈指导信息，调整施工参数，保证安全施工。

在实施爆破时，需对爆区周围道路实施临时管制，布置警戒哨，禁止通行。爆破警戒须经公安等有关部门批准。

6、应急管理

项目部应成立爆破事故应急救援联合指挥小组，负责领导、指挥、协调爆破安全事故的应急救援处置工作。组长由项目负责人担任，副组长由项目技术负责人担任，组员由工程技术部（抢险技术支持组）、安全质检（疏散警戒组）、物资设备部（抢险抢修组）、综合办公室（事故信息传递组）、财务部（后勤保障组）、试验室（人员医疗保障组）组成。

7、 结语

最近这些年，工程施工给当地居民生活带来巨大不便，不重视所造成影响的随意施工引发的矛盾纠纷层出不穷，这不但对施工本身的进度质量造成影响，还给施工企业名誉带来巨大损失。如何保护环境、减少施工过程中给当地居民带来的不便在精细化程度提高的铁路隧道建设中也受到重视。做好广泛应用到隧道施工中的控制爆破的研究也将对隧道施工有重要意义。

参考文献

[1]《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院令466号），2006年4月26日;

[2]《爆破安全规程》（GB6722—2014）;

[3]《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）;

[4]浙江省石油天然气管道建设和保护条例。

作者简介：王俊（1977），男，贵州遵义，2001年毕业于焦作工学院，矿井建设专业，工程师，主要从事公路、铁路施工技术管理工作。