复杂环境下引水隧洞控制爆破与液压劈裂破岩技术研究

为解决复杂环境下引水隧洞在坚硬岩层中破岩掘进的技术难题,保障引水隧洞安全快速施工,以深圳市石岩北清水隧洞工程为依托,将工程项目分为常规段和近接穿越段,分别研究了控制爆破与液压劈裂施工技术。在常规段控制爆破破岩施工中,对掏槽孔、爆破孔数量及排布、装药方式进行控制优化,结合工程减振措施,解决了坚硬岩石爆破施工中炸药用量大、振动速度超标、破岩效率低等问题,并取得了良好的爆破效果。在近接穿越段液压劈裂破岩施工中,在掌子面中部预设两个劈裂孔以增加临空面,采用水磨钻咬合钻孔开挖轮廓线,提高了破岩效率并保障了施工质量,最终以较小的施工扰动完成了引水隧洞施工。工程实践表明：采取控制爆破法施工,炸药单耗用量控制在2.5～3.1kg/m,日掘进里程由原本的2.4m提升至3.2m,达到了理想的岩石剥离效果;采用液压劈裂法施工,在近接穿越地铁6号线段未产生扰动,日掘进2.4～3.6m,具有较好的实施效果。控制爆破与液压劈裂相结合的施工方法,在类似工程中具有较高的应用价值。     

引水隧洞爆破开挖对临近隧道振动的影响及控制

针对新建引水隧洞爆破施工对临近隧道振动的影响,以深圳市石岩北引水隧洞工程为依托,运用MIDAS GTS NX有限元软件建立爆破振动模型,对邻近隧道峰值振速变化规律进行研究。结果表明：爆破峰值振速与单段最大炸药量呈线性正相关,与爆源和测点的距离呈反相关,并受到爆破区域岩性的影响。在最不利工况下,爆破施工引起的峰值振速为6.73 cm/s,大于振动预警值2 cm/s,小于规范安全要求7 cm/s。引水隧洞爆破开挖还会产生空洞效应,在掌子面前后3～4倍洞径范围内较为明显。根据数值模拟结果,在实际工程中应减小单段炸药量并采取毫秒微差错峰手段控制爆破,现场振动检测显示,临近隧道测点峰值振速为1.91 cm/s,小于规范预警值,达到安全标准,工程减振措施取得了良好的效果。