陳 新，徐 垚，劉廣興
（大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)金源爆破工程有限公司，遼寧 大連 116600）
摘 要：地下鐵道的興建已經(jīng)成為解決繁忙的地面交通運(yùn)輸問題的重要手段之一。而有效的控制城市隧道爆破振動(dòng)[1]也成為了城市隧道施工安全[2]中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。為了降低爆破振動(dòng)所帶來的負(fù)面影響，本文通過對(duì)爆破振動(dòng)理論的分析，在大連地鐵1、2號(hào)線建設(shè)中，提出了一些降震措施。
關(guān)鍵詞：隧道；爆破振動(dòng)；降震措施
DISCUSSION AND PRACTICE ON REDUCING BLASTING VIBRATION OF CITY TUNNEL
CHEN Xin，XU Yao，LIU Guangxing
（Dalian Economic and technological Development Zone Jinyuan Blasting Engineering，Dalian 116600，China;）
Abstract: With further speed up the urbanization of our country, people life for improving the production requirements, the construction of the underground railroad has become the important means to solve the problem of the ground of the busy traffic transportation is one of the effective control of urban tunnel blasting vibration has become the key points and difficulties in urban tunnel construction safety in order to reduce the negative impact of blasting vibration, through the analysis of blasting vibration theory, in combination with the practical situation of dalian construction of metro line 1 2, some seismic reduction measures are put forward.
Key words: metro ；blasting vibration；vibration absorption measure
0 引 言
大連地鐵1、2號(hào)線一、二期工程于2010年3月始建，線路共計(jì)總長65.1 km，共設(shè)車站48座。其中，1號(hào)線由姚家經(jīng)會(huì)展中心至河口，線路長28.6 km，共設(shè)車站22座；2號(hào)線由東海公園經(jīng)辛寨子至南關(guān)嶺，線路長36.5 km，共設(shè)車站28座。其中，多車站與區(qū)間采取暗挖法施工[3]，隧道平均埋深14 m左右，地下地質(zhì)條件、地表地形復(fù)雜，開挖區(qū)上方有大量各種建筑物及管線。這種工程對(duì)爆破振動(dòng)要求極高，必須采取適當(dāng)?shù)慕嫡翊胧﹣硗瓿杀乒ぷ鳌?/span>
1 關(guān)于爆破振動(dòng)理論
1.1 爆破振動(dòng)強(qiáng)度的表示法
炸藥爆炸后，在爆破近區(qū)傳播的是沖擊波，在爆破中區(qū)傳播的是應(yīng)力波，應(yīng)力波傳播到一定距離后，衰減為地震波即它的強(qiáng)度迅速衰減，不再引起巖石破裂而是只能引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生彈性振動(dòng)，這種彈性振動(dòng)以體積波和表面波的形式向外傳播，體積波可分為縱波和橫波，傳播速度快、頻率高、衰減快，是造成巖石破裂的主要原因；表面波分為瑞利波和拉夫波，傳播速度慢、頻率低、衰減慢，攜帶較多能量，其中，瑞利波在傳播時(shí)帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在垂直面上沿橢圓軌跡作后退式運(yùn)動(dòng)，是造成地震破壞的主要原因。
表示爆破地震破壞的強(qiáng)弱程度叫做地震強(qiáng)度，地震強(qiáng)度一般用質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度、位移、加速度、振幅、振動(dòng)主頻和持續(xù)時(shí)間等物理量來描述。我國目前大多數(shù)采用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為衡量爆破振動(dòng)安全的主要物理量。根據(jù)薩道夫斯基公式[4]，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度具有如下規(guī)律，見公式 1：
(1）
式中，v為質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度；K，α為與巖土介質(zhì)有關(guān)的系數(shù)；Β為與裝藥結(jié)構(gòu)方式有關(guān)的系數(shù)，集中藥包取1/3，柱狀藥包取1/2；R為測點(diǎn)到爆源中心的距離。
1.2 爆破振動(dòng)強(qiáng)度表達(dá)式的討論
從式中可以看出，爆破振動(dòng)速度隨距離的增加而減小，隨藥量的增加而變大，在爆源中心距被保護(hù)物的距離不可改變時(shí)，人為可以控制的因素只有Q和K，即降低最大一段起爆藥量Q和減少巖石夾制降低K值。
2 大連地鐵1、2號(hào)線降低爆破振動(dòng)的措施
在爆破降震方面，大連地鐵1、2號(hào)線在建設(shè)中，已采取了多項(xiàng)方案，并取得了一定效果，現(xiàn)介紹如下。
2.1 合理采取開挖方式
根據(jù)巖性不同，確定不同開挖方式，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖地段，隧道斷面較小時(shí)，采用全斷面開挖方法[5]；隧道斷面較大時(shí)，采用中導(dǎo)硐超前預(yù)留光爆層法[6]，在Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法，在比較破碎圍巖地段，隧道斷面特大地段或超淺埋地段[7]，采用CD法、CRD法。
2.2 采取減震掏槽爆破技術(shù)[8]
采用分層分段掏槽爆破，即掏槽中心鉆進(jìn)深孔，外層為淺孔，先爆淺孔，后爆深孔，淺孔爆破后，巖石拋出，為后爆深孔創(chuàng)造新的自由面，有效降低巖石掏槽的夾制力，減少單段起爆藥量，進(jìn)而減小了爆破振動(dòng)，各形式掏槽如下圖所示：
圖1 復(fù)式正方形分層分段直眼掏槽
圖2 復(fù)式三角形分層分段直眼掏槽
2.3 預(yù)裂爆破隔震。
采用預(yù)裂爆破使掌子面與隧道巖層間形成貫通裂紋，應(yīng)力波在裂紋處會(huì)發(fā)生反射和透射，反射的拉伸波返回主爆區(qū)，透射波強(qiáng)度會(huì)消減，有效減震。
2.4 毫秒微差延時(shí)起爆減震
采用多段別毫秒導(dǎo)爆管雷管孔內(nèi)微差的技術(shù)，分多組，有效控制最大一段起爆藥量，從而降低爆破振動(dòng)。
通過采取這些降低爆破振動(dòng)的措施，確保了地鐵1、2號(hào)線的順利完成。
3 結(jié) 語
影響爆破振動(dòng)大小的因素有很多，我們從控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度來降低爆破振動(dòng)危害已經(jīng)取得了顯著的效果，但是隨著城市軌道交通建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，我們會(huì)在越來越多的工程實(shí)踐中結(jié)合理論研究，通過采集大量數(shù)據(jù)，對(duì)影響爆破振動(dòng)的其他物理量指標(biāo)進(jìn)行分析，更加完整、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)爆破地震強(qiáng)度，更加有效的控制城市隧道爆破振動(dòng)危害。
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