隧道爆破掘进安全校核及配套管理措施

周金顺 王洋

摘  要：为解决管道穿越隧道的爆破振动、飞石和空气冲击波对工程方和周边环境的安全影响控制问题，本文根据金丽温输气管道工程34座隧道的施工经验，总结出隧道爆破掘进安全校核及配套措施，解决了爆破安全影响控制问题。

关键词：隧道爆破掘进安全校核管理政策处理

0引言

丘陵地区市政管道和油气管道工程建设需要考虑使用小断面隧道进行山岭和河流的穿越，本工程部分施工洞口距离居民区较近，爆破时可能会对当地居民产生影响，进而影响工程实施。本文根据金丽温输气管道工程34座隧道的施工经验，总结出隧道爆破掘进安全校核及配套管理措施，解决了爆破对周边环境的安全影响控制问题。金丽温输气管道工程全部隧道施工以零死亡记录实现安全竣工，并实现了建设方与周边居民互相理解的目标。

1工程概况及施工难点

金丽温输气管道工程长约220余公里，管径为DN800，压力6.3兆帕，设计年输量44亿方，为大型复杂的管道建设项目。其中隧道穿越共34座，隧道总长度约46公里，占比约21%。穿越河流的隧道一般采用两端为斜巷、中间为平巷的形式;穿越山岭的隧道一般采用“一”字形或“人”字形[1]。

由于浙闽人口稠密，本工程部分施工洞口距离居民区较近，以DK隧道为例，其进口段洞身穿越范围内有民房（土坏房），距离20m;另有两条隧道洞身穿越距土坯房100m;隧道口正面及侧面100m以外存在民房。施工時，爆破的振动可能会影响附近老旧民居的结构和居民的正常生活，飞石和冲击波可能会造成人身伤害和财产损失，因此需解决爆破对工程方和周边环境的安全影响控制问题。以下主要从开挖爆破安全校核、管理措施和政策处理三个维度进行论述。

2破振动的安全距离及保护对象震速校核

（1）爆破振动安全距离校核

爆破振动的安全距离计算公式为：R=（K/v）1/aQ1/3

式中：R——爆破振动安全距离，m;

K——与爆破场地条件有关系数，取200;

V——被保护对象结构最差的为土坯房，V取最小值1.3cm/s;

α——与地质有关系数，取1.8;

Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）;根据洞身爆破设计III级围岩开挖最大单响药量为18kg，IV级围岩开挖最大单响药量为13.2kg，V级围岩开挖最大单响药量为8.4kg，DK隧道进口段V级围岩开挖最大单响药量为1.6kg，各隧道进洞出口段均为V级围岩开挖最大单响药量为8.4kg，代入计算。

V级围岩R=（200/1.3）1/1.8×8.41/3 = 33.4m

Dk隧道进口V级围岩R=（200/1.3）1/1.8×1.61/3 =19.2m

根据计算结果，隧道洞身穿越范围内的土坯房和爆破面最近距离为20m，在安全范围内。

（2）保护对象震速校核

保护对象安全震速计算公式：V=K（Q1/3/R） a

式中：R——爆破振动安全距离，DK隧道进口段洞身穿越范围内有土坏房，埋深20m，R取20m;其他隧道洞身穿越距土坯房100m，R取100m;

K——与爆破场地条件有关系数，取200;

α——与地质有关系数，取1.8;

Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）;根据洞身爆破设计III级围岩开挖最大单响药量为18kg，IV级围岩开挖最大单响药量为13.2kg，V级围岩开挖最大单响药量为8.4kg，大坑隧道进口段V级围岩开挖最大单响药量为1.6kg，各隧道进出口段均为V级围岩，代入计算：

V=200×（8.41/3/75） 1.8 =0.3cm/s    VDK隧道进口=200×（1.61/3/20） 1.8 =1.21cm/s

经过核算，根据《爆破安全规程》GB6722-2014规范土坯房爆破振动安全允许标准为1.1-1.5 cm/s，保护对象震速均在安全允许范围内。

3爆破飞石的安全距离校核

爆破飞石的安全距离计算公式为RF=40/2.54d

式中：RF——爆破飞石安全距离，m;

d——孔径，cm，隧道爆破孔径为4.2cm。

RF=40/2.54×4.2=66.14m

根据计算个别飞石距离为66.14m，隧道口正面及侧面建筑物均在100m以外，在爆破区域300m以外设置警戒，所有人员设备撤离至300米以外，因此爆破飞石不会造成影响。

4 爆炸空气冲击波的安全距离校核

爆炸空气冲击波的安全距离计算公式：R=25Q1/3

式中：Q—最大段炸药量（kg）;

R ——空气冲击波对掩体内人员的最小允许距离，单位为米（m）;

Q ——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）;根据洞身爆破设计III级围岩开挖最大单响药量为18kg，IV级围岩开挖最大单响药量为13.2kg，V级围岩开挖最大单响药量为8.4kg，Q取值为18kg计算。

R=25×181/3=65.52m。

根据计算本工程爆破空气冲击波安全距离为65.52m。建筑物均在100m以外，在爆破区域300m以外设置警戒，所有人员设备均撤离至300米以外。爆破冲击波不会造成影响。

5 工程管理措施

（1）尽可能降低振动对居民的干扰。工程爆破施工全部安排在白天时段，洞口爆破施工时采用松动爆破，严格按照规定进行填塞施工，确保堵塞质量，控制爆破的震动，尽最大可能减少对建筑物的扰动和居民生活的影响。

（2）尽可能降低噪音和冲击波对居民的干扰。一是降低冲击波干扰，洞内爆破施工时尽可能遵照“多打眼、少装药、弱爆破”的原则，减少爆破冲击波，并在洞口设置柔性隔音幕。二是洞口设备加设消音器。

（3）爆破时认真做好洞口铁丝网和竹篱笆覆盖、砂袋重压等工作，控制飞石影响范围和势能。并做好爆破警戒工作，确保附近来往人员和施工人员安全。

6政策处理措施

根据当地村民实际情况，对各处建筑采取租赁建筑、雇佣劳力、委托鉴定和过程监测、购买保险等多种政策处理措施，补偿损失，减少影响，尽可能和受影响的村民实现和解，为工程顺利推进奠定基础。

7结语

本文通过爆破安全校核、管理措施和政策处理三个维度的措施解决浙闽丘陵地区管道穿越小断面隧道的爆破振动、爆破飞石和爆炸空气冲击波等对周边环境的安全影响控制问题。

参考文献

[1]傅鲁婷.天然气管道穿越小断面隧道施工的难点及对策[J].天然气技术与经济，2015，9（2）：53-54.EEA57EA4-DCFB-4726-A893-57CCF77F59CE