郝志堅

（沈陽工學院能源與水利學院，遼寧 撫順  113122）

摘  要：爆破開挖法在地下工程中應用廣泛，在爆破過程中時常會出現爆破振動，對爆破區域的地表造成破壞。基于此，本文從地下工程爆破振動的產生及危害入手，闡述了爆破振動的控制技術措施，技術人員可以通過控制單段起爆量、合理選擇掏槽形式、預裂爆破技術、光面爆破技術以及減振孔的設置，實現爆破振動的有效控制，保障地下工程的安全穩定運行。

關鍵詞：地下工程；爆破振動；光面爆破；安全穩定

Abstract: The blasting excavation method is widely used in underground engineering. During the blasting process, blasting vibration often occurs, causing damage to the surface of the blasting area. Based on this, this paper starts with the generation and harm of blasting vibration of underground engineering, and expounds the technical control measures of blasting vibration. The technician can control the single-stage detonation quantity, choose the gutter form, pre-splitting blasting technology, smooth blasting technology and The setting of the vibration reducing hole realizes the effective control of the blasting vibration and ensures the safe and stable operation of the underground engineering.

Key words: underground engineering; blasting vibration;smooth blasting; safety and stability

0  引  言

在我國城市化進程逐漸加快的背景下，城市空間越來越緊張，政府部門對城市地下空間進行了開發利用，通過修建地鐵或者地下通道的方式緩解空間緊張問題。在實際的地下工程施工中，爆破開挖法憑借其經濟高效的優勢，得到了廣泛的應用，但是在爆破開挖法應用的同時，會產生一定的爆破振動波，嚴重時會對爆破區域的地表造成破壞，影響附近建筑物安全和居民正常生活。因此，技術人員需要在爆破開挖過程中合理控制爆破振動，減少爆破振動有害效應的發生。

1  地下工程爆破振動分析

地下工程中經常會應用到爆破開挖法，在炸藥爆炸時，炸藥附近10-15 R（R主要是指炸藥半徑）范圍內會出現沖擊波；當距離在15-400 R的范圍內，沖擊波會逐漸衰減，從而轉變成應力波；當距離超過400 R時，應力波會逐漸衰減，從而轉變為彈性波，在這一范圍內的介質會出現彈性振動，這一彈性波就被稱作爆破振動波。當爆破振動波^[1]傳播到地面時，會引發地面振動，這一振動現象就被稱作爆破振動。在爆破振動達到一定程度時，會對地面的建筑物與構筑物造成不同程度的損傷和破壞，比如，管線破裂或者墻體開裂等問題，嚴重時可能會導致建筑物塌陷，對居民的生活造成了不利影響，為此需要采取有效的措施控制爆破振動^[2]。

2  地下工程爆破振動控制技術措施

2.1 單段起爆量的控制

大量理論實踐表明，爆破振動會受到地質條件、炸藥藥量以及爆心距這三種因素的影響，可以通過薩道夫斯基經驗公式^[3]表明三種因素的影響關系：

(1)

式中，V為爆破質點振動的速度，主要用來表示爆破振動的大??；Q為一次起爆所用的炸藥量；R為爆心距，即爆源和測點的距離；K與α主要是指地質條件的相關系數。

在這三個影響因素中，地質條件以及爆心距是客觀存在的內容，難以通過人為方式進行更改。因此，技術人員可以通過控制炸藥量實現對爆破振動的控制。具體而言，在延時雷管的支持下，技術人員可以將一次起爆轉變成多段延時爆炸，進行單段起爆藥量的控制，減少爆破振動危害的發生。

2.2 掏槽形式的選擇

掏槽爆破方式具備較少的臨空面，使其產生的爆破振動相對較大。因此，在進行爆破振動控制時，技術人員需要注重掏槽形式的選擇^[4]。在目前應用廣泛的幾種掏槽中，復式楔形掏槽產生的爆破振動最低，因為這種掏槽形式能夠有效降低單段起爆炸藥量，并在一定程度上增加了爆破過程中的臨空面。需要注意的是，復式楔形掏槽的級數越多，產生的爆破振動就越小。比如，在廈門機場路的某項隧道工程中，技術人員將原本的三級復式楔形掏槽轉變成四級，將爆破最大振動速度控制在1 cm/s以內，有效降低了爆破振動有害效應。

2.3 預裂爆破技術

預裂爆破技術^[5]主要是在開挖輪廓線上進行多個炮孔的鉆鑿，并在炮孔內添加適量的炸藥，實現對該區域的起爆，在開挖輪廓線上建立能夠阻斷爆破振動波傳播的裂縫，從而避免主爆區的爆破對地表造成振動擾動和破壞。需要注意的是，預裂爆破的操作流程較為復雜，如果技術人員的操作不規范，很容易產生反作用。因此，在開展預裂爆破之前，技術人員需要應用經驗類比方法，明確爆破參數，并通過多次試驗對具體爆破參數進行修正，從而得出最佳的爆破參數。

2.4 光面爆破技術

在爆破振動的控制技術中，光面爆破技術^[6]的應用較為廣泛，根據爆破區域的抵抗線，技術人員在開挖輪廓線上鉆鑿一定孔距的光爆孔，并在光爆孔中安裝低威力的炸藥，和主爆區共同起爆，從而形成較為平整的開挖輪廓，不僅能夠降低爆破振動，避免爆破振動對保留巖體造成損害，還能夠防治開挖面出現欠挖或者超挖現象。為了充分發揮出光面爆破的作用，技術人員需要做到以下幾點：在光爆孔中安裝威力與爆速相對較低的炸藥；如果選擇不耦合裝藥結構，需要確保不耦合系數超過2；確保相鄰的三個及以上炮眼同時起爆。

2.5 減振孔的設置

在使用爆破開挖法之前，技術人員可以在主爆區或者開挖輪廓附近，鉆鑿一定數量的空孔，用于阻斷爆破振動波的反射作用，從而避免爆破對地表及其保護對象的破壞，這種控制技術的原理和預裂爆破技術有相同之處。在工程實例中，石門山隧道爆破時就設置了減振孔，將爆破振動波的振速從原本的2.71 cm/s減少到1.26 cm/s^[7]。

3  結  論

綜上所述，在地下工程良好發展的趨勢下，其存在的爆破振動問題逐漸受到了社會的關注。通過本文的分析可知，技術人員需要認識到爆破振動的危害^[8]，并根據地下工程的實際狀況，采用合理的爆破振動控制技術與措施，提高爆破振動控制的有效性，保障地下工程的安全完工，促進我國城市化建設。希望本文的分析可以為相關研究與實踐提供參考。

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