武隆小净距隧道掘进控制爆破技术及其应用

渝长高速公路武隆隧道的修建面临着小间距隧道爆破开挖施工。由于爆破地震作用，很可能造成两隧道间岩柱的局部或整体垮塌，进而影响隧道围岩的稳定。这不仅影响施工的顺利进行，而且使支护施工难度增大，工程费用增加，甚至造成安全事故。 为了能够很好地解决武隆隧道小间距段爆破开挖施工问题，本文通过对岩体的声波探测以及爆破地震效应现场试验，结合现场实际观测情况，分析了武隆隧道常规爆破方法引起的围岩扰动范围，研究了隧道中夹岩柱的振动特征及其变化规律。在此基础上，针对隧道净距为7～12m和4～7m两种情况，提出了小净距隧道掘进爆破的具体技术措施。 从现场观测和声波探测结果发现，武隆隧道采用常规爆破开挖，岩体超挖量大多超过50cm。爆破后围岩的扰动范围较大，达到1.3～2.3m左右。武隆隧道小间距段不能采用常规爆破方法。 爆破震动测试表明，隧道净距为12m时，采用常规爆破方法开挖，临近后洞掌子面的前洞边墙多处测点爆破振动速度在20cm／s以上。中夹岩柱在爆破地震作用下的振动为高频振动，振动主频一般在100Hz以上；在距离爆源水平距离20m内，中夹岩柱的振动速度沿隧道轴线的变化并不随着水平距离的增大有明显的减小趋势；在小净距段进行掘进爆破时，合理的微差时间应不小于50ms。 针对武隆隧道小净距段爆破施工必须严格控制爆破地震效应的特点，提出了可行的爆破开挖方案，并根据爆破地震效应的实测研究结果分别给出了隧道净距为7～12m和4～7m两种工况的爆破参数和设计图表。所提出的掘进控制爆破技术在施工中的应用表明，爆破方案和爆破参数设计合理，爆破开挖未产生过大的超挖和围岩扰动，有效地保证了隧道围岩的稳定。隧道净距为7～12m和4～7m时的振动监测表明，临近后洞掌子面的前洞边墙最大振动速度为16.75cm／s和12.07cm／s，满足爆破安全规程的振动控制标准。