隧道爆破施工减振措施分析

隧道爆破施工减振措施分析

作者：杨严

来源：《城市建设理论研究》2013年第17期

【摘要】隧道工程在我国的经济发展和交通运输行业中占据着十分重要的作用，而在隧道工程中，爆破是其中最为关键的施工环节之一。在进行对隧道的爆破施工过程中，总是难以避免的引起一些振动，而这些振动将会对整个隧道工程的施工安全的管理和整个隧道施工工程质量的控制有着十分重要的作用。在进行爆破过程中，结合具体的工程实际情况，在综合考虑到地质地貌的情况下，采用即时有效的技术措施对爆破所引起的振动作出控制，对保障破岩的效果和振动效应具有积极作用，同时也有助于促进整个隧道工程的质量管理和安全控制。笔者将结合多年的隧道工程经验，对隧道爆破工程振动控制作出研究，并提出具体的技术控制措施。 【关键词】隧道，爆破，施工减振措施，研究分析 中图分类号： U415 文献标识码： A 文章编号： 一.前言

伴随着我国的隧道工程施工规模逐渐扩大，施工环境越发的复杂，在对隧道开挖和爆破的过程中，要严格工程的结构设计，科学确定对隧道的爆破相关的参数，如此，可以很大程度的将爆破的振动损害控制在一定的范围之内。笔者在隧道中有过多年的施工经验，认为，在进行爆破振动控制过程中，要加强对爆破振动的强度监测，并结合相关的工程实际情况和爆破的振动强度，不断调整和优化爆破参数，如此，将更有助于加强对爆破振动的技术控制。 二．关于隧道爆破施工方案

在城市轨道交通系统建设过程中，地铁与轻轨以及地下车站穿越城市商业区高层建筑物和城市道路与立交桥的情况越来越多。随着部门的关注和公民环保意识的增强，减少施工过程中的爆破振动成为国内外研究的热点问题。同时，对爆破破岩机理的理论认识仍然亟待解决和完善，所以增加了爆破振动研究的困难。一方面要考虑暗挖爆破的震动影响可能导致高层建筑物下的岩土体产生不均匀沉降；另一方面，在施工过程中，应严格控制爆破产生的应力波对城市商业区高层建筑物的震动与开裂损伤影响。

因此，随着城市地铁及轻轨的发展，研究暗挖隧道施工过程中的爆破减振技术，对制定可行的施工方案和加固措施，减少施工过程中对地下岩土周边环境的影响，保证高层建筑物结构的稳定性具有重要意义。 1.设计依据

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（一） 根据围岩类别和地表最近建筑物的距离，分段进行钻爆设计，对未知建筑物（含地下）及特定的保护目标,保护要求，不在此次钻爆设计及施工承担的范围内。重点防震建筑物为施工平面图标示的地表外露物且距洞线最近的墩、柱等建筑。

（二） 对最近建筑物保护的控制目标是该建筑物的垂直质点震速≯2.5cm/s.是通过最大段装药量来控制爆破震波的方式,采用测振仪(拾振器)监测，满足振速要求，到达评价建筑物安全的目的。

（三）质点震速和距离已设定的条件下（v=2.5cm/s）采用①、允许临界爆破质点振速计算公式，推算洞内（按装药的几何中心）一次允许的最大装药量Q。②、采用被保护建筑物安全距离推算一次允许最大装药量。

（四） 根据隧道设计的围岩分类选定各类参数，根据分段保护建筑距离求取各段最大装药量，最大装药量比实际施工时偏小，且用药量与距离的曲线图关系不符合实际发展，洞内岩石爆破分段过多，而要满足施工生产需要的毫秒雷管仅仅只有3~14段。结合实际，按爆破单位体积用药量控制。通过振速监测修正各类参数。 2.洞身钻爆设计

隧洞暗挖1106.79m，开挖断面约15.5m3,统一采用钻爆法施工。洞身根据围岩类别及相邻建筑物的距离分6个不同段采用不同的钻爆方法（台阶法、全断面法），并采取相适宜的减震措施，控制振速≯2.5cm/s。

钻爆设计按不同类别围岩和建筑物保护距离分段计算有关参数。由于邻近建筑物距洞线位置距离变化比较大，现按6段划分，逐段控制。爆破设计按“全断面法”“台阶法”计算爆破参数和药量控制，当建筑物距离变化时，及时调整装药量，监控量测，调整参数。爆破工作面距桥墩、轻轨柱距离较近时，除控制段装药量外，必须采取周边减振孔和预裂爆破设计：K11+321~K11+331设置周边减振孔。K11+296~K11+321、K11+331~K11+44及建筑物距离在5m以内时，均按预裂爆破施工。采用预裂爆破是降低震动爆破的一种爆破方法（可称缓冲爆破法），它将爆破时的震动控制在一定范围，以预先爆破周边炮眼的办法，沿设计轮廓线炸出一个贯通裂缝（即预留光面层），将开挖主体与其他围岩分割，紧随其后的爆破冲击波（应力波）的破坏作用被预裂割断而受到大量缩减，能有效地降低震波的传递，达到保护目的。 洞身断面基本一致时，钻爆设计按全断面及正台阶法分别设计，以典型爆破断面（炮孔布置、炮孔参数）为依据，并在实施过程中，根据实际情况及时进行调整。 三．浅埋大跨隧道施工现场爆破震动测试

浅埋大跨隧道工程施工企业的施工技术人员在进行现场施工爆破震动测试应该认真的采集掘进施工爆破过程中的地表振速，并且施工技术人员还应该对隧道洞内的衬砌的振速进行认真的监测，从而能够准确的分析出地震波的衰减规律。施工企业开挖中导坑虽然能够有效的避免

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大断面受到施工爆破的危害，但是，其他部分的在进行开挖施工爆破过程中地表受到的震动危害较为严重，地表的震动效应还是超过了下断面水平孔拉槽爆破产生的震动效应。

由于下断面的施工爆破产生的震动效应大多集中到混凝土的衬砌上，因此施工技术人员可以通过分析混凝土衬砌上的振速情况合理的下断面拉槽施工爆破的参数。从中地表的震动情况看，由于浅埋大跨隧道成形后，岩体的整体结构会发生较大变化，成洞区域的地表振速会增加。由此可见，施工技术人员通过对浅埋大跨隧道施工现场爆破进行震动测试，集中采集振速情况，从而可以充分了解施工人员在进行隧道爆破过程中各个断面和地表产生地震效应的强弱情况，对于保证施工爆破过程中地表和隧道洞身的安全具有重要作用。 四. 降低爆破振动技术措施分析

在进行隧道工程中，据笔者多年的施工经验，在隧道出口处一般而言岩石都风化破碎的厉害，在这种情况下进行对隧道的爆破，将会面临着比较复杂的力学特征，由于这些岩石的稳定性相对而言比较差，在进行爆破施工过程中，很可能会由于岩石的周围的应力方向发生的偏转或者是偏移，在这种情况下，很容易让爆破不够准确，难以满足隧道施工的要求，为了保证工程质量不得不进行重新爆破，这种情形下，很容易造成误工或者是出现一些安全隐患。所以，为了消除这些隐患和降低爆破振动带来的破坏和伤害，我们必须采取一定措施，预备和设计出最好的爆破方案。

虽然爆破施工是整个隧道工程的重要环节，但是其伴随着的振动也会造成很多的损害，比如造成很多潜在的安全隐患，威胁着整个隧道工程的安全施工。笔者将将结合多年的施工经验，从以下几个方面分析降低爆破振动的技术措施。 1.爆破振动跟踪监测

在加强对降低爆破振动的技术措施中，首先要做到的便是对振动实施科学严格的振动监测，要通过严密的振动监测寻找出爆破振动所带来的规律，在此基础上，结合工程的具体实际情况，合理的调整隧道的爆破方案，并做好数据的记录，并和原有的爆破方案作出对比，结合监测结果采用有效的爆破振动控制措施 2.减小爆破夹制作用

在进行爆破振动降低过程中，要能够据不同时段的隧道地质地貌情况，对掏槽的方案进行及时，科学，合理的调整，同时，要优化爆破过程中引爆的顺序，最大程度的减少爆破的夹制作用，如此，可以最大程度的降低整个爆破的振动作用。