公路隧道降噪施工技術探討

卿荔強

(廣西長興工程建設有限公司，廣西 南寧 530023)

0 引言

隨著我國隧道施工技術的不斷發展，一些在國際上處于領先地位的隧道施工技術在近年來的國內諸多隧道工程領域施工中得到了廣泛的應用。部分隧道施工的核心技術在全球范圍內的隧道施工界得到了普遍的認可，一大批由我國自主研發的隧道施工設備及先進的隧道施工技術和管理經驗在不斷地積累，通過業內相關專家和技術人員的不懈堅持和努力探索，我國的隧道施工技術正向著世界一流的方向不斷前進。

然而，隧道在施工過程中常會出現巨大的噪聲及危害附近施工環境的一系列問題，基于混凝土路面的公路隧道施工過程中，此問題尤為突出：一方面是影響到周圍居民的日常生產生活，另一方面是為了趕工期、趕進度的密集施工，兩者的矛盾與統一一直以來都是業內學者們所關注和研究的重點內容。本文對基于混凝土路面的公路隧道降噪施工技術進行了分析和研究，旨在通過對相關公路隧道降噪技術措施的對比，得出最佳的平衡點，達到在保證隧道施工質量、工期的同時，能實現降低混凝土路面的公路隧道施工噪聲的目的。

1 隧道施工噪聲影響因素

混凝土路面的公路隧道在施工過程中會產生巨大的噪聲，例如施工的機械設備進行物料運輸、混凝土路面的鉆孔以及隧道開挖等一系列過程，都會產生不同級別的噪聲，嚴重影響現場的施工作業以及周邊居民的日常生產和生活。常見的能夠引起隧道施工噪聲的影響因素有很多，具體來說有以下幾種：(1)大功率施工設備的頻繁使用，如柴油機、起重機的運轉、切割、運輸、升降等引起的噪聲等；(2)對混凝土路面進行施工而引起的噪聲，如碎石、鉆孔等施工環節；(3)對隧道開挖過程而引起的噪聲，如爆破工序等。后兩種情況所產生的噪聲級別最大也最為嚴重，本文所研究的基于混凝土路面的公路隧道降噪施工技術所針對的就是上述情況。

2 降噪施工方案分析

2.1 爆破原理

首先要進行爆破器的選取工作。通常來講，槽眼以及掘進眼的選取以乳化炸藥為宜，周邊眼的選取應以爆速低、密度低以及直徑小且傳播性好的炸藥為基準原則，起爆的雷管通常選用微分非電型毫秒雷管。在分段爆破中，應注意各相鄰段之間的爆破時間間隔的設定。當爆破的時間間隔較長時，所產生的振動信號就不容易相互疊加，這種情況最后形成的爆破效果通常不理想，對施工的進度以及施工質量無法做到精準控制。當爆破的時間間隔較短時，所形成的振動信號就容易彼此疊加，最終形成的爆破效果較為理想，即信號之間的疊加范圍增大，但與此同時，對減小振動速度較為不利。根據以往的施工經驗來看，選用相鄰段之間的爆破間隔約50 ms的非電型毫秒雷管較為合適，可以極大限度地使振動波減弱，最終有效降低公路隧道的施工噪聲。

對于各爆破段炸藥用量，可通過式(1)進行約束：

(1)

LC(x)——最大段所允許的爆炸用藥量；

hi——爆源中心至振速點之間的距離，一般取值30 m為宜；

?ui——與爆破技術及地震波媒介所相關的指標，這里取值280；

?ei——爆破的衰減系數，一般取值為2；

e0i——爆破設備初始化歸零狀態時的爆破平衡指數。

2.2 數值監測

在混凝土路面的公路隧道施工過程中，數值監測對于降低施工過程中的噪聲意義重大，這其中所提到的數值監測主要以對隧道開挖過程中的振動數據的監測為主，隧道開挖過程中涉及到諸多振動施工，如擊打、碎石、爆破等工序。國內目前比較常用的監測手段是利用隧道施工振動監測系統來對施工過程中的實時振動數據狀態進行監測，當發現振動數據超過標準的規定限制或者有其他異常情況時，系統就會自動發出聲光報警信息，以提示和警告現場施工作業的人員，并記錄相關的施工數據，為日后具體的工程分析提供依據。本文所采用的HS-JZ304型隧道施工噪聲監測系統如圖1所示。

圖1 HS-JZ304型隧道施工噪聲監測系統示意圖

2.3 統計結果分析

根據隧道施工噪聲監測系統所監測到的圖形畫面，可以直觀地分析隧道在施工的各階段所形成的噪聲，以及噪聲的大小和來源等情況。更先進的隧道施工噪聲監測系統可以將現場施工的噪聲上傳至遠端的數據中心，路橋企業的管理部門可以實時地進行監控、分析和管理，或者通過后臺服務器等數據平臺，將現場的施工情況與歷史數據進行比對，以判斷現場隧道施工的噪聲強度以及其他施工工序的合理性及必要性。爆破參數統計結果分析如下頁表1所示。

表1 爆破參數統計結果分析表

3 降噪效果分析

結合表1的具體爆破數據，選取比較有代表性的槽眼位置、段位、孔數以及深度、裝藥范圍等，將這些數據輸入到公路隧道施工降噪分析系統中，在條件允許的情況下，將這類數據與同類型隧道工程的施工數據以及歷史施工數據進行對比分析。對基于混凝土路面的公路隧道降噪施工方案的對比分析，來衡量所提出的隧道施工降噪方案的應用效果，為后續施工降噪方案的確定以及將來施工中所采取的隧道施工降噪措施提供一定的理論依據。對所提出的基于混凝土路面的公路隧道施工降噪技術方案的具體效果進行試驗分析，結果表明，所提出的降噪方案在混凝土路面的公路隧道施工的噪聲控制方面效果顯著，具有一定的工程應用價值。

4 結語

本文通過對混凝土路面的公路隧道施工降噪技術方案的具體分析和研究，首先討論了混凝土路面的公路隧道在施工過程中的常見問題，并提出了引起隧道施工噪聲的諸多影響因素。隨后，總結了在此類型隧道施工過程中降低噪聲的有效措施，分別從爆破原理、施工狀態的數值監測系統以及監測的統計結果分析等方面加以闡述。最后，通過噪聲監測系統的數據模擬試驗，對所提出的降噪方案在具體的工程應用中的效果進行了分析，證明了本文所提出的基于混凝土路面的公路隧道降噪施工技術的正確性與可行性。此外，本文還指出了在具體的工程實踐中需要注意的一些相關問題，可為同類型的公路隧道的降噪施工技術提供一定的參考與借鑒，工程應用前景廣闊。