典型爆破：招宝山特小净距平行隧道开挖爆破

完成时间：1996～1997年

工程地点:浙江省宁波市镇海区招宝山

完成单位：铁道部科学研究院铁建所；铁道部第一工程局第三工程处

项目主持人及参加人员：史雅语、刘慧、白文静、赵有歧、李长山等

撰 稿 人：史雅语

1、背景

双线平行隧道间的距离直接影响隧道的稳定和安全。我国隧道设计规范规定：在Ⅳ、Ⅴ类围岩中，两隧道的净距应大于2.0～2.5B；Ⅲ粪围岩中，应大干2.5～3.0B（B为隧道开挖宽度）。若净距缩小，则将影响隧道的稳定性。国内外有一些工程因自然条件需要，力图缩小净距，多采用将两座隧道并为一座两跨的隧道，中间用纵梁和立柱或钢筋混凝土中隔墙支撑，但这种方法工艺较复杂，造价高，防水困难。

招宝山公路隧道位于浙江省宁渡市镇海区招宝山上，由两座各长165m并行各3车道的城市快速路隧道组成，穿过流纹斑岩组成的招宝山公园，有l/2为0～20m埋深的特浅埋段，60％属Ⅲ类围岩，其余是Ⅳ类厨岩。隧道单洞开挖宽度14.2～15m，开挖高度12.75m。该隧道位于过甬江的宁波大桥引线内，两端洞口紧接桥梁，需尽量缩小隧道间的净距。设计时将隧道净距缩小到O.28B以下，仅为2.98～4.20m。

招宝山公路隧道中隔墙的厚度已远小于设计规范的规定值，属特小净距的双线罐道。隧道开挖中，爆破是一道关键工序。本隧道对隧道下半部分开挖爆破的要求是：控制第二隧道开挖爆破时对中夹岩墙的水平冲击力；控制爆破对岩体破坏探度在O.8m 以下；控制爆破对邻侧隧道最近测点质点振动速度小于15cm/s。

2、工程概况

招宝山平行隧道岩石开挖采用正台阶分步开挖法，两单线隧道的施工安排为：右洞顶拱→左洞顶拱→右洞中部→右洞仰拱→左洞中部→左洞仰拱。各工序之间交错作业，保留一定滞后量。每道工序作业循环程序为：钻孔→爆破→出渣→作初期支护。隧道采用喷、锚、厨、格栅拱架的联合初期支护。与后期灌注的模注混凝土衬砌形成复台式衬砌。作为一种防范措施，防止爆破对模注混凝土可能产生的影响，在右洞尚未灌注衬砌混凝土，采用格栅、网、喷混凝土、锚杆和仰拱混凝土构成密封壳体（初期支护）的情况下开挖左洞。因此，左洞开挖爆破能否保证4m中隔墙围岩的稳定，能否保证隧道右洞的岩石和初期支护不受到损伤，是招宝山超小净距双线隧道能否成功开挖的关键。

3、左洞中部岩石爆破方案

左洞中部岩石爆破必须保证：

（1）隧道4m中隔墙受到的影响控制在尽量小的范围内；

（2）隧道右洞的岩石和初期支护不能因爆破而受到损伤。

根据招宝山隧道右洞开挖爆破的经验和右洞开挖爆破时在左洞顶拱进行的爆破振动测试成果，我们按以下原则进行左洞的控制爆破设计：

（1）采用光面爆破控制超挖，保证左洞边墙的平整并控制爆破对围岩的影响深度；

（2）采用毫秒延时爆破控制爆破振动；

（3）采用预裂爆破形成应力波隔离带以降低爆破振动对围岩的影响。

在同的爆破条件下进行多次振动速度的测量，将测试结果回归后可得出以下结果:

（1）在右洞左侧预留光爆层爆破时，对左洞顶拱脚的振动速度进了测量,爆破振动速度符合以下的衰减规律:

（2）在左洞洞口开始进行中槽开挖爆破时，对右洞边墙初期支护上引起的爆破振动进行了测试，爆破振动速度符合以下的衰减规律：

（3）测试部位同上，在爆区右侧布置裂孔或防震带时从右洞边墙上测得的爆破振动速度符合以下的衰碱规律：

显然，在相同条件下,采用预裂爆破降振效果达到70％～80％；而有预留光爆层开挖爆破时产生的振动也仅为中槽爆破的50％左右。

由此，我们将左洞中部岩石的开挖爆破安排如下：

（1）中部岩石仍采用中槽先进，两侧预留光爆层的爆破方法。左侧预留光爆层迟后中槽两个循环与中槽一起起爆；

（2）中槽爆破右侧布防防震带，即布一列孔先爆形成一破碎带在中隔墙和中槽主爆破之间起降振作用。该列孔应用较少的药量最先同时起爆；

（3）右侧预留光爆层的厚度取3.O～4.Om，一方面有足够的厚度保证中隔墙围岩在中槽爆破后不至于因围岩暴露时间长，岩体卸荷、应力释放而产生整体变形，使中隔墙岩体体受损；另一方面又能创造较好的临空面，减少爆破振动影响，并保证光面爆破效果。

4、成果

招宝山隧道是目前国内双孔隧道间净距最小的双线隧道。该隧道的建成，为我目今后修建双线小净距、浅埋大跨隧道积累了经验，具有显著的社会效益和经济效益。

招宝山双线隧道在爆破技术上，依据过去的实践经验和科学的分析，配以现场生产试验和仪器观测，采用预裂爆破防震，预留光爆层进行光面爆破保护围岩的控制爆破方法，并注重钻爆掩工工艺和施工管理，在不降低循环进尺，基本不增加成本造价，没有使用特殊爆破器材的条件下取得了成功。这种“简洁”的控制爆破技术更便于掌握，利于推广。

招宝山双线隧道爆破技术的基本点为：

（1）为保证中隔墙的稳定与安全，采用中槽先进，两侧预留光爆层的作业方法。

（2）中槽靠中隔墙一侧采用防震带（预裂带）降低爆破对中隔墙和边墙初期支护的振动影响。

（3）预留光爆层主爆破孔的爆破应尽量为光爆孔创造临空面，这样有利于保证光爆效果和控制围岩的爆破松弛厚度。好的光面爆破残孔率在90％以上，爆破松弛厚度不大于O．75m。

（4）双线隧道中一隧道开挖爆破时，在另一隧道边墙临时支护上引起的振动速度控制在15cm／s以下。

（5）严格控制钻爆施工工艺，提高施工管理水平，加强现场技术力量，进行技术培训，确保爆破技术方案得以正确实施。

摘自《典型爆破工程与技术》