淺談巖溶區掘進爆破震動危害的控制及處治

楊志剛

（中車建設工程有限公司 北京 100078）

淺談巖溶區掘進爆破震動危害的控制及處治

楊志剛

（中車建設工程有限公司 北京 100078）

由于我國經濟發展的快速增長，人們逐漸意識到地下空間資源的重要性，地下空間逐漸被人們利用和開發，近些年，地下建筑物得到了迅猛發展，利用掘進爆破開挖的地下工程也越來越多。因此，我們要十分注意地下工程爆破開挖中引起的各種問題，特別是巖溶區掘進爆破開挖引起的震動危害。這不僅僅是一種工程質量管理問題，還是施工安全管理問題。同時，爆破不僅僅導致掘進區域內的巖溶地質出現破裂，掘進區域外的地質也會出現嚴重的影響，山體裂縫、地面下陷等情況的出現導致生態環境失衡，亟需我們對爆破帶來的危害進行良好的控制。本文主要研究復雜的巖溶地質下掘進爆破引起的震動危害防控及處治措施，以期為各位同行提供相應的參考。

巖溶區；掘進爆破；震動危害

一 前言

巖溶區進行掘進爆破開挖時，爆破引起的震動會造成大量的地質出現嚴重的裂縫，使地下工程與巖溶區域的地質相互融合，大量的泥水涌入掘進爆破區域，影響施工進程，造成地下工程施工成本的大幅度提升，推遲工期，了經濟效益。同時，大量泥水帶來的各種雜質也會對地下工程的施工質量造成影響。此外，地下工程施工爆破帶來的周圍生態環境失衡也需要我們進一步的控制爆破危害。

二 建立適當的巖溶區掘進爆破開挖安全標準

1地下工程巖石爆破理論：適當的炸藥在一定的巖石空間內產生反應發生爆炸時，會在巖石內產生巨大的沖擊力而造成巖石的破裂或粉碎。這是山體掘進爆破開挖的必要流程，要嚴格的對使用的炸藥量、爆破施工技術以及爆破點進行選擇與操作。

2巖溶區地下工程的使用爆破技術

對于巖溶區地下工程來說，可以采用光面爆破施工技術進行掘進爆破開挖。在炸藥產生爆炸反應時，大量的沖擊波對周圍山體產生作用，將山體巖石之間的裂縫進一步擴大，以達到爆破的最佳效果。同時，光面爆破產生的沖擊波是一種具有彈性的沖擊波，對軟弱圍巖的損傷小。但是，不管破壞性再怎么小，還是會對巖溶地質產生一定的影響，爆破產生的沖擊波也會造成巖溶區的裂縫，產生泥水倒灌等現象。因此，還是要對光面爆破施工技術進行更深一步的研究以提高控制力。

3對軟弱圍巖產生爆破損害

對軟弱圍巖產生爆破損害的來源不外乎兩個方面：

①由爆破直接產生的沖擊波對圍巖造成的破壞，會導致隧道支撐力度的下降，影響穩定性；

②由于爆破產生的地質破裂，而進一步帶來的二次振動波導致的圍巖破壞。

三.對掘進爆破開挖引起的震動危害進行數據預分析

首先進行地震發生模式的數據試驗：

某科研小組針對某山體巖溶區的掘進爆破開挖工程進行數據分析。科研小組采用了先進的測試儀器——EXP3850爆破振動儀對地下工程的爆破進行實驗和數據收集。該儀器可以通過配置的速度傳感器對爆破產生的震動進行數據的手機，并通過數據傳輸介質將采集到的數據傳送到計算機上，利用專門的計算機軟件進行數據的分析。根據采集來的數據分析結果，驗證不同爆破方式帶來的不同震動幅度。為將來的掘進爆破方式以及爆破地點的選擇提供相應的參考。

四.掘進爆破產生的地震危害控制方法

1采用光面爆破方式進行掘進爆破

對地下工程進行輪廓處理時，常常采用的爆破方式有兩種，一種是光面爆破方式，另一種則是預裂爆破方式，但是由于預裂爆破方式的使用方式過于受限制，有更多需要考慮的因素，同時，制造出來的爆破震動更明顯，因此，還是光面爆破方式的使用頻率更高。光面爆破不僅僅是能夠在需要爆破的地下工程內部形成更加完整規矩的斷面層，對于復雜地質——巖溶地質的掘進爆破施工，更是能起到對地下工程軟弱圍巖的保護作用，減少由于炸藥爆破對圍巖產生的破壞，盡量保持開挖區域內圍巖的整體性。此外，正常的光面爆破一般利用不耦合空氣間進行炸藥的填充，需要進行詳細的數據計算，選擇更為合適的光爆參數進行使用。

2采用微差爆破對巖溶區地下工程進行爆破處理

根據理論知識，在進行微差爆破操作時我們應當嚴格注意兩個參數的控制，一個是單位間隔內炮孔填充的最大炸藥數量，另一個則是兩次爆破的間隔時間控制。但是，由于現階段實際條件的限制，使用微差爆破進行掘進爆破開挖時，不能精確的對間隔時間進行良好、準確的控制，也就導致了施工人員不能保證爆破引起的震動是否處于可控制范圍，甚至會由于錯誤的間隔時間差錯，導致震動幅度進一步擴大。因此，在利用微差爆破進行掘進爆破時，一定要采取間隔時間的最大值進行時間簡短的設定，并且將統一炸藥量進行多段少量的分配控制，保障爆破安全。

3采用掏槽爆破方式對巖溶區地下工程進行爆破控制

根據工程實測的數據分析可以證明，掘進爆破開挖時出現的震動速度最大點并不是由最大炸藥量來決定的，最可能出現的地點是在掏槽爆破中出現。導致其發生的原因在于在自由面過少的條件下，爆裂的巖石在夾制作用下進一步擴大了震動的速度。另外，由于掏槽爆破中填充的炸藥量相對較大，并且都集中放了起來，因此，如果要繼續進行分段填充，還是要謹慎的處理單段管內的裝藥量，可以從下述兩個操作中實現：

①盡量在合理的范圍內縮小掏槽眼的深度，將填充的炸藥控制在最小范圍；

②利用上述的微差爆破方式對掘進爆破進行控制，同樣對炸藥量進行多段少量的分配控制。并且將經濟效益等因素考慮進去，充分的計算好最優的爆破方式。

4 選擇更適宜的開挖施工技術

對巖溶區的地下空間進行爆破時的開挖施工時，通常采取超前導坑全斷面開挖的施工技術進行掘進開挖。主要目的在于兩方面：一是可以通過這項施工技術，提前對進入開挖區域內的巖層泥水進行排除，還可以對施工道路前方的地質條件進行預先的探測，以便于提高施工的安全性和保障施工人員的人身安全，對爆破開挖區域內的軟弱圍巖也能起到一定的保護作用；另一方面，超前導坑全斷面開挖施工技術還能為巖溶區地下工程提供良好的自由面條件，大大的降低了巖石夾制作用導致的震動，進一步的降低爆破帶來的震動危害。

5其他相關影響因子

根據相關的試驗數據及參考文獻，我們能夠得到爆破產生的震動頻率一般在100-200赫茲之間，不會對保護對象產生大的不利影響，因此，在爆破施工期間，對爆破的各個參數進行嚴格的計算是十分必要的。此外，我們也應當進行合理的施工技術管理。施工質量管理人員應當連同施工技術管理人員，制定嚴格的管理制度，并且根據實際施工狀況對爆破參數進行嚴格的控制與調整，施工技術人員也要保證嚴格遵守施工準則，以促進工程的順利竣工。

結束語

綜上所述，巖溶區掘進爆破開挖是一項復雜的工程，涉及到多門學科，需要多個部門和多種專業技術人員共同努力，設計出最佳的爆破開挖流程，才能更好的對山體進行爆破操作，最大力度的減少由于爆破開挖帶來的地震影響，以及對周邊的環境影響與生態平衡破壞。控制好巖溶區地下工程掘進爆破開挖帶來的不良影響，實質上也是為施工人員的人身安全著想，更是能提高經濟效益和社會價值。

[1]遲明杰,楊小林.巖溶區隧道爆破開挖地震危害控制的研究[J].中國安全科學學報,2014,14(09):P68-71.

[2]戰軍,張作順,張雪飛.巖溶區隧道爆破開挖的數值模擬分析[J].技術交流,2015年第11期：P61-63.

[3]楊小林,侯愛軍.巖溶隧道掘進爆破的地震效應和安全標準[J].洛陽工業高等專科學校學報,2011(02),Vol.17No.1.

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1007-6344（2016）03-0325-01

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