隧道洞口防護門架的應用

陳柘儒 陳明 張勇

【摘要】公路隧道規劃建設時，由于經濟、地形等因素限制，不可避免在城市及鄉鎮周邊選址，建設時噪音及安全對居民生活影響較大。介紹了一種隧道施工防護門架裝置，相較于傳統施工采用簡易防排架防護，提高了防護與降噪效果，減少了由于爆破危害投訴所帶來的損失，消除了傳統施工需挪移的問題，提高了施工效率。

【關鍵詞】隧道施工;爆破防護;爆破噪音;聲屏障

公路隧道規劃建設時，由于經濟、地形等因素限制，不可避免在城市及鄉鎮周邊選址。在隧道建設中傳統處理村鎮及城市周邊的爆破噪音投訴，一般采用簡易的防排架及采用適當經濟補償相結合的方案，此方案不具備預防性，且處理方式被動。傳統采用毛竹片或廢舊橡膠等簡易的防排架裝置，僅能對洞口爆破作業進行簡單的飛石防護，不能降低爆破噪聲對周圍居民生活的影響，且重復利用率低、爆破后繼續施工挪移耗費時間長等諸多問題。公路隧道由于地形條件及所處地理位置的等因素，需考慮的因素較多，對洞口設施要求限制大。

1、工程概況

杭州繞城高速TJ05標段路線起點YK90+500/ZK90+512.775～YK103+000/ZK102+999.761，路線全長12.50km，標段共設隧道2座，其中拔山隧道為連拱隧道，長240m;六弓山隧道為特長隧道，長3450m（左洞長3463m，右洞長3437m）。項目中兩座隧道均距村莊較近，且拔山、六弓山洞口均有村道穿過。洞口爆破施工過程中對飛石安全防護要求高，爆破噪音對周圍村民生活影響大，因此考慮在隧道洞口正面建立安全防護屏障，以減少施工對居民生活造成的影響。

2、隧道洞口防護門架研制背景

山嶺隧道使用爆破開挖時通常會造成較大的危害，一方面是直接爆炸物體作用，如爆破飛石、有害氣體、沖擊波等危害，另一方面為間接作用，如爆破噪聲及振動等危害。通過相關數據表明：“噪聲分貝超過70dB會影響學習和工作;超過90dB會影響聽力;如果突然暴露在高達150dB的噪聲環境中，顯著損害神經系統，造成不可逆的聽覺器官損傷。”在鄉鎮居民周邊爆破除考慮飛石影響外還需考慮噪聲的影響，隧道防護門架研制初期的目的在于防護飛石及噪音造成的影響，不降低隧道施工機械工作效率[1]。

3、爆破危害控制措施

針對爆破所造成的危害，一般可從爆破聲源方面、傳播途徑方面、以及噪聲接受對象三個方面來降低影響[2]。聲源方面，可以采用弱爆破開挖方式，調整爆破參數，或使用機械及開挖等來降低影響。傳播途徑方面，利用地形遮擋或者加裝聲屏障從而改變傳播方向等方法來降低噪音，如本裝置通過在洞口加裝聲屏障裝置來降低影響。此外還可通過聲波傳播的過程中相抵作用，通過設置專屬的主動降噪裝置來減少噪聲影響，如采用主動靶向消音器及吸音棉的山嶺隧道爆破降噪系統[3]。同時通過調整爆破時間，避開隧道建設周邊居民休息時間爆破。通過三個方面的共同作用，把爆破影響降到最低。

3.1隧道洞口防護門架的應用

通過使用隧道施工過程中所用到的材料，工字鋼、防水板、鋼絲網等常見物品，通過前期預埋件與工字鋼連接板、螺栓增強抗傾覆效果，采用聲屏障板、鋼絲網復合防護提高防護效果，使整個防護裝置形成類似高速聲屏障半封閉式的防護裝置，從而達到防護飛石以及降低噪音的效果，同時配合噴霧降塵裝置，可以有效的減少有害氣體對周圍環境造成的影響，大大減少爆破對居民生活的影響。

多功能防護門架，如圖1利用鋼絲網攔截飛石，加厚PVC板降低噪音，從而形成了復合防護系統;利用遙控式電動門簾控制門洞升降：①準備爆破時時通過遙控將電動門簾放下;②出渣通車時通過遙控將電動門簾升起。方便施工機械進出，從而改善了傳統施工需挪移的問題。既滿足防護要求，又滿足施工效率要求。

3.2應用效果

為核實新型隧道洞口多功能防護裝置的應用效果，對6次爆破過程使用防護裝置及未使用防護裝置進行跟蹤記錄，其抗傾覆性及通車性能符合預期要求，并且通過使用手持式噪音分貝儀B&K2239A對防護門架前5m中軸線位置監測和最近居民位置監測，對比結果如圖2，其多重降噪效果功能得到有效應用。出渣效率與爆破效果、機械設備狀況等因素有關，通過對相似地質條件下6次爆破后出渣時間統計對比未安裝防護門架前的時間在相同機械條件下，出渣班組平均出渣時間與未安裝前出渣時間相同，滿足通行要求，出渣效率未受影響。

結語：

隧道多功能防護門架在降噪效果方面、安全防護穩定性、施工效率方面、透光性等方面均具有良好表現，具備較強的適用性和良好的推廣意義。通過預留通車門洞消除了由于簡易防排架防護所帶來的挪移問題，使用半封閉式的聲屏障及鋼絲網防護裝置，有效的對隧道爆破飛石進行防護，減少爆破噪聲對周邊居民生活的影響，降低了居民的投訴率。

參考文獻：

[1]李小珍，楊得旺，高慰，等.高速鐵路半、全封閉聲屏障振動與降噪效果研究[J].噪聲與振動控制，2018，38（S1）：8-13.

[2]唐宇峰.公路隧道爆破鉆爆系統安全質量控制方法的研究與應用[D].西南交通大學，2012.

[3]程紹磊.藤田公司開發出山嶺隧道爆破降噪系統[J].隧道建設（中英文），2018，38（09）：1462.

作者簡介：

陳柘儒（1992-），男，碩士，助理工程師，研究方向：公路橋隧管理;

陳明（1991-），男，碩士，助理工程師，研究方向：公路橋隧管理;

張勇（1994-），男，助理工程師，從事公路橋隧管理。