短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络。

背景技术：

既有营运铁路隧道苔井山隧道为单洞双线隧道，隧道全长2243m。轨道采用有碴轨道。曲墙衬砌内轨顶面以上内轮廓面积为70.59m²。隧道进出口分别采用斜切式洞门和双侧挡墙式洞门。暗挖隧道采用曲墙带仰拱的复合式衬砌。

新建新苔井山隧道左、右线均为单洞单线隧道，位于既有苔井山隧道两侧。左线隧道距既有营运铁路隧道16～35m，其中最大埋深约78.7m，全长2243m；右线隧道距既有营运铁路隧道8.3～30m，其中最大埋深约75.5m，全长2295m。隧道爆破方量总计约30万立方米，总工期30个月。本专利以左线隧道施工为背景。

在既有营运铁路隧道正常运行的条件下，新建隧道需要爆破开挖施工作业，一方面要确保既有营运线铁路隧道及行车安全，另一方面，新建隧道可利用的爆破施工天窗时间间隔短。常规爆破作业方法无法同时保障上述两方面要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，以解决现有爆破施工技术中对既有隧道爆破振动影响大的技术问题。

本实用新型提供一种短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，包括隧道本体，所述隧道本体的工作面的中部设有中部先行导洞炮孔，周边设有扩挖炮孔、解压炮孔和周边炮孔，底部设有底部炮孔。

进一步地，所述中部先行导洞炮孔的数量为46个。

进一步地，所述中部先行导洞炮孔的中心线向远离既有隧道方向偏移2m。

进一步地，所述扩挖炮孔、所述解压炮孔和所述周边炮孔的数量分别为40个。

进一步地，所述底部炮孔的数量为10个。

实用新型本实用新型提供的短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，在隧道本体上设置先行导洞炮孔、扩挖炮孔、解压炮孔、周边炮孔以及底部炮孔。爆破施工施作过程包括：在天窗期之前完成炮孔布设和钻孔作业，再分别利用两个天窗期，对待挖隧道进行填药布置和爆破。在营运隧道处于第一天窗期，实施隧道中部的先行导洞炮孔爆破；在营运隧道处于第二个天窗期时，实施隧道的周边的扩挖炮孔、解压炮孔、周边炮孔和底部的底部炮孔爆破。

本实用新型提供的短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，将隧道的中部和底部分别设置相应的炮孔，施工人员可分别对中部和底部进行爆破，从而可充分利用两个天窗期分别进行，可提供充足的时间供施工人员布置操作，可降低爆破对既有营运隧道产生的振动影响，确保隧道及行车安全，并充分利用短天窗期施工作业，安全高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破炮孔布置示意图。

附图标记：

1-隧道工作面； 2-中部先行导洞炮孔； 3-扩挖炮孔；

4-解压炮孔； 5-周边炮孔； 6-底部炮孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破炮孔布置示意图；如图1所示，本实用新型提供一种短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，包括：隧道本体的工作面中部偏离既有隧道侧设有先行导洞炮孔，周边设有扩挖炮孔、解压炮孔和周边炮孔，底部设有底部炮孔。

该隧道施工方法包括以下步骤：

在天窗期之前，分别进行中部先行导洞炮孔2、扩挖炮孔3、解压炮孔4、周边炮孔5和底部炮孔6的炮孔布设和钻孔作业。

在营运隧道处于第一天窗期(00:00～00:30)时，实施新建隧道的中部先行导洞炮孔2填药和爆破；

在运营隧道第一天窗和第二天窗间隔期，完成中部先行导洞炮孔2的通风、排险、出渣作业，并检查扩挖炮孔3、解压炮孔4、周边炮孔5和底部炮孔6的完整性及补打。

在营运隧道处于第二天窗期(04:00～04:30)时，实施新建隧道的扩挖炮孔3、解压炮孔4、周边炮孔5和底部炮孔6炮孔填药和爆破；

在营运隧道处于第二天窗期后，检修营运隧道的衬砌和设施，达到05:30恢复通车条件；完成通风、排险、出渣作业；统计微振爆破振速，要求微振爆破振速小于3cm/s；取得最大单响药量控制值后逐步加深炮孔，为下一施工循环提供爆破填药量参数参考，依次循环施工。

本实用新型实施例提供的短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，在营运隧道处于第一天窗期，实施隧道的中部先行导洞炮孔2爆破；在营运隧道处于第二个天窗期时，实施隧道的扩挖炮孔3、解压炮孔4、周边炮孔5和底部炮孔6爆破。

本实用新型提供的短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破网络，将隧道的中部和底部分别设置相应的炮孔，施工人员可分别对中部和底部进行爆破，从而可充分利用两个天窗期分别进行，可提供充足的时间供施工人员布置操作，可降低爆破对既有营运隧道产生的振动影响，确保隧道及行车安全，并充分利用短天窗期施工作业，安全高效。

本实施例中，要求微振爆破振速小于3cm/s，避免爆破振动影响过大，控制最大单响药量或逐步加深炮孔。随着爆破施工持续开展，逐步形成炮孔布置参数及填药量动态调整体系，形成了安全高效的施工方法。

在上述实施例的基础上，进一步地，炮孔递增深度为10～20cm/次。

本实施例中，经试验证明，炮孔递增深度为10～20cm/次时，隧道施工稳定并且效率较高。

在上述实施例的基础上，进一步地，取得最大单响药量控制值后逐步提高炸药用量。

本实施例中，取得最大单响药量控制值后逐步提高炸药用量，提高爆破深度，从而提高施工效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，炸药的每次递增药量在1～2Kg以内。

本实施例中，经试验证明，炸药的每次递增药量在1～2Kg以内时，爆破稳定。

在上述实施例的基础上，进一步地，布置在隧道中部先行导洞炮孔2的药孔数量为46个。布置在隧道周边炮孔3的药孔数量为40个。布置在隧道底部炮孔4的药孔数量为10个。

本实施例中，经实验证明，布置在隧道中部2的药孔数量为46个，布置在隧道周边3的药孔数量为40个，布置在隧道底部4的药孔数量为10个时爆破效果最佳。

原施工方案为如下：

1、开挖方法及支护参数

(1)Ⅳ级围岩段采用台阶法爆破开挖，循环进尺0.8m，挂网支护。

(2)Ⅴ级围岩洞口段30m采用台阶法人工配合机械开挖，循环进尺0.8m，其余区段采用小药量松动爆破，循环进尺1.6m，I18工字钢拱架，间距80cm。

2、洞身开挖施工工序

(1)施作超前支护，开挖上台阶及初期支护；

(2)上台阶施工至适当距离后(5～10m)，开挖下台阶，施作初期支护。

(3)下台阶施工至适当距离后(10～20m)，开挖仰拱，初期支护后，灌注仰拱。

2、爆破施工概述

掏槽孔布置在上半断面正中间偏下，采用倾斜两级掏槽。掏槽孔共12个，一级掏槽孔6个，孔深为2.1m，角度均为67度；二级掏槽孔6个，孔深1.8m，角度为57度。辅助孔40个，周边孔41个，底孔10个，共103个。第一台阶开挖爆破参数表2.1：

表2.1上台阶爆破参数表

1)、上台阶开挖后，按设计要求及时支护。在第一断面开挖、支护完成推进5～10米后进行下台阶开挖。其参数为孔径D＝40～42mm，孔深L＝1.8m，下台阶开挖比第一断面增加了一个自由面，因此，炮孔数及单耗均可减少，下台阶开挖爆破参数表2.2：

表2.2下台阶爆破参数表

2)、第三台阶开挖后，按设计要求进行及时支护。在第三台阶开挖、支护完成推进10～20米后进行仰拱开挖。其参数为孔径D＝40～42mm，孔深L＝2.5m，仰拱开挖爆破参数表2.3：

表2.3仰拱爆破参数表

(2)Ⅳ级围岩全断面法参数设计

掏槽孔布置在上半断面正中间偏下，采用倾斜两级掏槽。掏槽孔共12个，一级掏槽孔6个，孔深为2.1m，角度均为67度；二级掏槽孔6个，孔深1.8m，角度为57度。辅助孔40个，周边孔41个，底孔10个，共103个。

1)、全断面开挖后，按设计要求进行及时支护。支护完成推进30米后进行仰拱开挖。其参数为孔径D＝40～42mm，孔深L＝2.5m。

优化后施工参数为如下：

表2.4新苔井山隧道左线进口爆破优化后参数设计表

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。