探究隧道爆破振动控制的影响因素及方法论文_叶晓东,张万春

探究隧道爆破振动控制的影响因素及方法论文_叶晓东,张万春

浙江振冲岩土工程有限公司 浙江杭州 310000

摘要:随着我国经济发展越来越迅速,公路、水路、铁路等交通工具搭建成交通运输网,随着新时代的进步和发展,人们对交通运输的需求在不断地上升,交通变得越来越复杂。一些地区常常会出现隧道穿过既有铁路等情况。爆破是在隧道施工过程中经常出现的一类情况,但与普通的隧道爆破有不同的地方,对既有铁路下隧道爆破施工技术要求更高,各种隧道的建设也在不断的发展中。隧道施工技术还是十分的专业的,需要技术人员掌握一定的专业知识并进行实际操作。为了避免一定的危险,隧道施工对安全的影响主要是爆破振动进行控制的影响。在施工前期,隧道的爆破振动易对周围的环境条件产生一定的影响。因此,对隧道的爆破工作不能够怠慢。

关键词:隧道;铁路;爆破 振动控制

一、对爆破振动控制造成影响的主要因素

1.1自由面选择的因素

自由面看字面意思其实很简单,它其实就是一个边界面。主要作用就是在爆破的过程中能够进行有效的反射,因此,自由面的数目与面积的程度往往会对爆破控制的效果造成一定的影响。研究表明,由于自由面具有聚能作用,因此,若爆破过程中的自由面是单一化的,从而不利于爆破表现出一定的效果。同时,若自由面的数量不是很少的话,则会导致炸药能量的释放,从而增加了爆破工程产生一定的压力,同样会对爆破结果受到抑制作用。

1.2炸药的性能因素

爆破工程中主要的就是炸药在起作用,他是爆破工程的“带头人”。炸药的性能对于爆破效果具有至关重要的影响。总的来说,炸药的性能有两个方面,一个是爆炸的能力,另一个是粉碎的能力。在爆破过程中,应根据实际情况区别选取。其中,对于存在裂缝的岩体进行爆破时,施工人员应选择爆炸性能特别强的炸药,从而更好的进行控制对周围环境的破坏力,然而,针对坚硬度较高的岩体进行爆破时,则应选取粉碎力较强的炸药,从而实现岩体的有效粉碎以达到有效的控制,实现想要的效果。

1.3炮泥的因素

炮泥对爆破效果也有一定的影响,主要表现在炮泥材料和长度,数量等对爆炸力的影响。若没有炮泥的存在,炸药与大气之间不再是间接性的接触,气体压力就会很快下降,下降至大气压一致。当装有炮泥,这时候自由面是不相通的,气体压力下降就会比较缓慢,从而能够增大压力的和传给控制时间。采用爆炸力度较小的炸药时,炮泥的作用是十分明显的,而这些作用的物体影响与炮泥材料有一定的关系。炮泥材料的密度、压缩性能、强度和内摩擦因数越低,对炮眼内气体运动以及产生的阻力就越小,因此压力作用时间和比冲量也将相应的减小。除选用合适的炮泥材料外,还需确定适宜的炮泥长度。炮泥长度的选取应随装药高度等的升高而增大,增大炮泥密度、强度、摩擦因数和在一定范围内减小炮泥材料的平均粒度,可增大炮泥的长度;对小直径的爆破,其炮泥长度一定要合适,炮泥长度过长或质量出现问题都会减少爆比冲量。

二、对爆破控制采取的措施

为了避免爆破铁路隧道产生一定的影响,对于振动速度我们要有严格的要求,因此采取以下措施进行管理和控制。第一是分段延时爆破,经过我们大量的实验探究发现,分段延时进行爆破可以更好的降低振动的频率;其次,在正常的操作过程中,可能会出现爆破延时出现时间偏长或者偏短的异常情不要降低况,这样的情况会产生不稳定性,从而促使振动频率越来越强。第三,不要降低空孔数并且需要增加空孔的直径,从而增加自由面,使得振动的感觉下降,该方式对于降低爆破的振动是十分有效果的;最后利用减小爆破、缩小炮孔长度,减少单孔装药的数量等方式,有效阻止爆破所产生的强振动所带来的影响。影响爆破作用效果的多种因素都是综合作用,影响岩体爆破的爆破效果的,对于实际的爆破工程,应该结合爆区的实际情况,对爆破设计方面做适当的调整。

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三、爆破控制效果分析

当还未挖隧道的下有铁路隧道时候,实际爆破产生的振动对原来的铁路隧道可能产生一定的影响,因此我们必须对爆破振动进行谨慎操控。在实际的施工中,为了防止对上层铁路隧道产生一定的危害性,建议将爆破振动速度进行控制,在此基础上进行严格设计和管理;其次,为了进一步减少爆破所产生的振动所带来的影响,在设计时采用短进尺、填药量减少、空孔增加并增加空孔直径以及合理安排延时爆破时间导致的误差等方式进行避免。经过科学合理的施工规划之后,实际工程爆破效果是十分满意的。此外爆破对围岩周边产生的影响也没有太大,围岩是十分稳定的,整个作业流程顺利进行且高效率运转,没有对现行铁路隧道等产生任何影响。

四、爆破控制保证安全的办法

为了避免现场爆破的危险性,同时保证上层铁路隧道的安全性,施工现场必须采取了一定的安全保护措施。首先,如果现场施工质量达不到一定的要求时,施工人员必须暂停一切现场爆破作工作,等待所有前期准备十足后再进行工作;其次在爆破期间应当有专门的安全检查人员对现场进行监督和管理,一旦发现类似有安全隐患问题应当马上上报相关部门并及时进行处理解决并且制止工作进行,等排出安全隐患以后方可顺利进行。最后爆破设计时应当对整个起爆网进行仔细连接检查,进一步减小爆破所产生的振动。整个爆破过程应当符合相关国标标准要求,依据现场作业条件明确安全警戒范围,将现场作业人员全部撤离至爆破区外再开始爆破工作。有以下几点需要注意,分别是:

(1)选择科学合理的爆破时差。爆破时差对爆破效果和爆破技术水平非常重要。选择适当的爆破时差,可以充分保护周围的环境。为了避免爆破时的地震波与前一段爆破的地震波重合,可以采取人工进行控制和管理方式,增加雷管的数量,以此来选择合适的时差。

(2)采用微差起爆的方式。采用微差起爆的方式可以充分保证爆破的效果。爆炸的顺序一定要保证,不能出现顺序颠倒的情况,我们可以进行分批次的爆炸,而不是一瞬间引爆。这样一来首先破坏他的结构,使其具有自己塌陷的优势,从而减少炸药的用量,从而降低成本。

(3)加强爆破振动检测,检测时要及时反馈,及时作出一定的改正,进而调整钻爆参数。

五、结束语

爆破是现代隧道施工经常使用的方法,利用先进的爆破技术可以大大缩短隧道建设施工时间。但隧道爆破时风险也是存在的,因此我们对爆破的过程应该严格的控制是十分有必要的。对于既有铁路隧道下的隧道爆破作业,更要进行严格的爆破设计与施工。整个爆破的过程不得对上层铁路隧道产生影响,振动速度应当依据现场情况以及国标相关要求进行合理设计。此外,还应当完善现场安全方面内容,爆破前对上层铁路隧道进行必要的加固,并利用减小爆破进尺、减小炮孔长度,减少单孔装药数量等方式,有效降低爆破所产生的强振动等等,保障现场爆破质量尽可能符合各方面要求。从实践出发,对隧道工程爆破振动控制技术进行研究。然后从隧道工程在爆破过程中所产生的振动及对一定区域内构造物的影响进行了分析。只有从实践出发,通过应用各种监测手段,获取大量信息,不断总结、优化,才能取得经济合理、安全可靠的爆破技术方案,也只有将可靠的方案应用于工程中,才能保证周围构造物的安全。通过以上的分析和介绍,希望对以后爆破的控制可以提供一些有力的理论基础,同时希望能为其他相关行业提供一定的帮助。

参考文献:

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[3]王伯龙.浅谈隧道下穿既有铁路施工方法[J].甘肃科技,2012,28(12):100-102.

[4]丁维利,赵永明,初厚永,et al.浅埋大断面黄土隧道下穿既有铁路施工技术[J].现代隧道技术,2008,45(6).

论文作者:叶晓东,张万春

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/7

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