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在浅埋隧道工程中,作为一种主要施工方法的隧道掘进爆破技术,其爆破方案和爆破参数的选取,不仅直接影响到爆破质量、隧道施工效率和工程经济效益,而且还影响到隧道围岩的稳定、隧道支护的效果以及周围建筑物、构筑物的安全。 本文以穿越高层和立交桥的渝怀铁路人和场浅埋隧道掘进爆破为背景,进行掘进爆破地震效应的现场试验,通过测量爆破引起的地表和隧道围岩的质点振动速度,研究地表与隧道内的爆破地震波传播特征,由统计分析得到了爆破地震波在地表的衰减系数K=232.8,衰减指数α=1.89。进一步的分析计算表明,穿越高层和高速公路立交桥时的单段最大爆破药量分别限制在9Kg和20Kg以内,才能达到规定的控制标准。 对比分析掌子面前后地表振动速度的变化特征发现,隧道成洞区的地表振动速度大于未成洞区的地表振动速度,即:在成形隧道区存在爆破震动的放大效应,其放大系数达1.5倍以上。此外,隧道二次衬砌与爆破掌子面的距离应不小于17～40m,才能保证衬砌不受爆破地震的影响。 针对人和场隧道施工必须严格控制爆破地震效应的特点,提出了在隧道穿越高层和立交桥时应进行上断面短进尺、下断面深进尺的分步开挖方案,并采用光面爆破以保证开挖边界的平整和围岩的稳定。据此,进行了隧道上断面、下断面和全断面掘进爆破设计,给出了相关的爆破参数和设计图表。 本文提出的隧道掘进爆破技术在人和场隧道施工中的应用表明,爆破方案和爆破参数设计合理,炮孔利用率达到90%以上。爆后块度适中,隧道周边平整、光滑,未产生过大的超欠挖,有效地保证了围岩的稳定。掘进爆破的震动监测证实,隧道穿越高层和立交桥时的地表最大振动速度为1.2cm/s和1.6cm/s,有效地控制了爆破地震效应。