开挖浅埋隧道爆破开挖和监控技术

摘要：爆破产生的地震效应、冲击波噪音、有毒气体都严重的影响人们，它不仅阻碍隧道开挖的正常进行，同时还有可能对隧道主编环境结构造成一定的影响，所以有效的控制浅埋隧道爆破造成的振动效应是十分有必要的。
关键词：爆破；开挖；监控
Abstract: the blasting seiic effect, the influence of shock we noise, toxic gases are serious people, it not only hinder the normal conduct of tunnel excation, but also may cause certain effect to tunnel structure editor environment, so the effective control of shallow buried

摘自：本科生毕业论文www.udooo.com

tunnel caused by blasting vibration effect is very necessary.
Key words: blast; The excation; monitoring
2095-2104(2013)
前言:隧道的爆破对于隧道开挖有着十分重要的影响，爆破产生的冲击波会影响隧道周边的地质构造，从而不便于隧道的开挖。所以在浅埋隧道的建设中，应该做好其开挖与监控技术工作。本文就分别对爆破产生的破坏机理、爆破开挖过程控制、浅埋隧道爆破监控技术三个方面进行了深入细致的分析，以此来对浅埋隧道爆破开挖与监控技术做出了研究。
爆破产生破坏的机理
爆破破坏一直是浅埋隧道爆破中的关键性问题，以下就爆破产生破坏的几个主要机理做出具体分析：

1 、爆破产生的破坏和扰动

在浅埋隧道爆破时产生的扰动破坏，主要分为爆破直接破坏区和爆破扰动区。在解决爆破区的一定范围内，钻爆施工爆炸产生的瞬时能量对于传导介质的作用是非弹性的。在这个范围内在高温高压下，冲击波与爆炸气体生成物会使其产生不等的碎圈与松动圈。随着冲击波在介质中产生的应力与地震波在远端处作用，使得其中的能量发生了转换，分别转换为了地震波和空气冲击波，从而对围岩产生了扰动破坏，这就形成了围岩的松动区。

2 、爆破地震波的形成过程与主要特征

爆破地震波的形成主要是岩体在爆炸时，所产生的部分能量对介质产生的扰动以波的形式向外扩散的过程，它主要从两个爆炸区域来划分，一是药包半径10到15倍的爆炸近区内传播的被称为冲击波；二是药包半径15到150倍的爆炸中区内传播的被称为应力波。应力波的波强会随着其向外的逐渐传播会出现一个衰减过程，它的主要作用是引起质点的弹性震动，质点的弹性震动是不会对岩层造车破坏的，这一类波被第一位弹性波。也就是爆破地震波。作为一种弹性波，地震波可以分别从介质内部传播和沿地面传播把它分为体波和面波。体波则是造成爆破岩石破裂的主要原因，而面波则是造成爆破地震破坏的主要原因。爆破地震波的特征一般采用振幅、频率描述。

3 、爆破的制约因素

在爆破过程中，地表附近介质质点由于抱怨释放的地震波引起的振动被称为爆破震动或者爆破地面运动。而爆源分布、量、爆破方式介质等多种问题都是影响爆破地震效应的因素。同时场地地基性质与条件以及施工质量等因素也同样是影响地震效应的重要原因。爆破药量（总药量与最大段齐发爆破药量）与距离（爆心到结构点的水平距离）则是影响爆破震动强度的众多因素中比较主要的两个因素，从外在成因来看，场地的几何形态岩层条件、地质特性等也是影响爆破震动强度的原因，

二、爆破开挖过程控制

在浅埋隧道爆破开挖时，其主要操作应该注意以下几个问题：
1、 做好爆破开挖的前期工作。在爆破开挖前应该根据实际的开挖段的围岩以及结构断面情况制定出符合实际的可行性钻爆方案，钻爆方案主要包括，炮眼的数量、深度、布置、角度以及的种类、用量、装药结构、引爆方法、爆破顺序等。在详细的确定好钻爆方案之后，相关单位应该把钻爆方案教育监理单位审验批准后即可实施。
2 、做好爆破实施的技术工作，对于炮孔的布置、炮孔的数量、炮孔的掩埋深度与角度的试验调整工作必须按照爆破设计来进行，同时还要按照设计要求来进行控制加强开挖面尺寸开挖轮廓线以及工序巡检工作。
3 、提高技术精度 这里要求高技术水平的工作人员对钻眼、装药量来进行精确操作。一是保证爆破的安全正常进行，二是，要保证其按照设计要求保留足够的变形量预留，避免侵限，同时避免隧道超挖，尽量的把超挖范围控制在允许范围内。
4 、做好爆破开挖期间的数据收集工作，做到信息化施工。在施工时应该做好超前预报、净空量测、地质核对和描述工作，并对收集的信息作出及时的反馈，已达到同步修正爆破的相关重要参数。
5 、爆破开挖误差的控制。在开挖时应该以衬砌轮廓线作为开挖断面的基准，并且要预留一定的变形量以测量贯通与施工误差（误差范围在±5cm范围内为最佳），并对其进行适当的放大。预留变形量的确定一般是根据围岩级别、结构宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等情况具体来确定的。
6、对于爆破操作人员的要求。爆破操作人员应该严格按照爆破设计来进行施工，同时还要根据事检测的爆破效果与监测数据来及时的调整相关参数，以保证爆破的安全正常进行以及爆破效果的完美实现，从而达到降低爆破振动的作用。

三、浅埋隧道爆破监控技术

微振动爆破技术一般在隧道爆破控制爆破振动中的运用比较常见。在这一方法的运用中除了要有效的控制地面的沉降与围岩变形的稳定性，还要通过爆破整栋控制来减小地震效应对爆破周边环境的损害，所以隧道爆破监控技术不是单一存在的，它是需要把一些必要的综合措施有效的集合在一起使用才能达到预想的效果。而岁到出口段的埋深比较浅，受到爆破质地效应的影响频率而是非常高的，所以应该根据现场实际的监测与相关经验的结合，合理的采用开挖方法，并且合理的调整装药结构，使用低爆速，毫秒微差爆破。同时要控制好重要的爆破数据以及平均循环进尺等来进行隧道爆破。而这里还要注意的是，在隧道微振动爆破时，对于量的控制也是十分值得注意的，尤其是各段药量的控制。所以应该严格的按照实际工程所制定的爆破计划进行施工，提出以下减振控制技术措施：
合理的选择掏槽结构形式。
通过以往的爆破振动监测可以发现，炮孔在隧道各部位的单响药量大致一致的情况下，掏槽孔爆破造成的振动效果明显加强。这主要是因为掏槽区爆破时显著的围岩夹制作用会使振动显著增强。为了解决这一问题，人们提出了使用以大楔形掏槽结构改为复式小楔形掏槽结构的复式楔形掏槽结构形式。它的主要优点是可以有效的降低各掏槽炮孔的用药量，同时两级掏槽爆破形成了临空面，从而提高其循环进尺，改善岩体破碎效果与爆破振动强度。
充分利用同段起爆延时的分散性。
较高段位的起爆辅助与周边孔常常在隧道掘进中得到使用。在这一过程中会有大量的临空面，而且高速安慰的起爆的延时分散性非常好，那么适当的在设计中增加同段为爆破的炮孔数，不仅不会增加爆破振动强度，而且对爆破施工更加有力，且爆破效果也同时得到了改善。一般在遇到复杂环境的隧道施工时，高精度的数码电子会被使用，它可以精确设置延期时间，使其电子错峰降振的技术优势得到充分的发挥，从而达到控制爆破振动的效果。
爆破振动监测与参数优化。
在浅埋隧道开挖时，爆破施工的振动全程观测是十分必要的，这一观测同时配以隧道常规监测可以达到全面监控隧道爆破开挖与振动效应。从而及时的反馈出爆破施工不足的技术参数，从而通过调整优化爆破参数，以达到控制爆破振动的效果。这里要注意的是，其重点监测的部位应该主要是浅埋洞口段套拱、衬砌结构已成型的浅埋隧道地表等。
结语：在隧道爆破破坏的作用下，隧道开挖应该着重考虑爆破振动对已开挖区围岩上部、衬砌结构、洞口支护结构等部位的影响。而爆破振动的监控则是可以通过不断的调节和优化爆破参数来改善爆破振动对隧道开挖带来的影响，从而有效的提高浅埋隧道施工的效率。


参考文献：
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