隧道工程爆破振动监测及控制技术研究
摘要
关键词
隧道工程;爆破振动;监测控制技术
正文
引言
在交通基础设施建设持续推进的背景下,隧道工程数量不断增多,爆破作为隧道挖掘的常用措施,虽然可以快速、有效地破碎岩石,但是爆破导致的振动会带来多种问题。为将爆破影响降至最小,就需合理应用爆破监测与控制技术,降低爆破振动危害,为工程建设与周边环境安全提供保障。
1、爆破振动对周边环境的影响
对于建筑物来说,振动产生的应力会导致结构内部出现形变问题。如若振动的强度超出一定限额,那么建筑物的墙体、梁柱等位置也会出现裂缝,严重情况下会导致结构塌陷[1]。对于地下管线而言,爆破振动可能损伤管线的连接位置,导致泄露事故,供水、供气也会受到影响。对于山体稳定性方面来看,爆破振动可能使山体内部的岩石构造被迫松动,特别是在地质环境复杂的山区,容易引起山体滑坡、塌陷等灾害。爆破振动带来的噪声对周边群众的正常生活与工作有着严重扰动,影响人们的身心健康。
2、隧道工程爆破振动监测技术
2.1监测方案设计
合理、有效的监测方案设计属于隧道工程爆破振动监测工作进行的必要前提,在设计方案的进程中,工作人员需结合隧道规模、地质条件与环境因素合理划定监测范围。对于临近住宅区与重要建筑物的隧道,监测范围也许随之扩大。监测点的布设需秉持综合性与典型性原则,在隧道周围不同方位、距离处增设监测点,还应考量爆破点和监测点之间保持的相对位置关系。如在隧道的洞口、周边建筑物基础等重要部位设置监测点。监测点周期也属于重要内容之一,在爆破施工进程中持续性监测,依据爆破频率科学规划监测时间间隔,力求可以第一时间捕捉到爆破振动的变化情况,为后续分析与控制工作的进行提供依据[2]。
2.2监测仪器与设备
选用适宜、科学的监测设备是精准获取爆破振动数据的核心与重点,应用频率较高的监测仪器包含测振仪,其可以精准测量出爆破振动的速度、加速度等参数指标。测振仪在实际应用的过程中展现出了灵敏性较高、宽频相应等特征,可以适应不同强度与频率的爆破振动要求。传感器也属于重要构成部分,如速度传感器与加速度传感器,需依据监测工作需求与施工场地环境科学选择。配套的数据收集系统也必不可少,其可以实时、精准地收集并传输监测信息。在应用这些设备仪器之前,工作人员需对其进行严格的校对与调试,这样才可以保障其性能稳定,为监测工作的顺利推进提供保障[3]。
2.3监测数据收集与处理
在隧道工程爆破振动监测中,数据信息的收集与处理工作十分关键,在数据收集环节,工作人员需依据监测方案要求,在爆破的过程中第一时间开启监测设备,以实现数据信息的完善与精准。数据收集进程中需提高对避免外界扰动的关注程度,为数据精准创设优良的环境空间。对于所收集获取的数据信息而言,其一般为大量的原始资料,需对其展开合理处理,工作人员应该先对数据资料进行滤波,清除噪声扰动。在此基础上展开数据分析工作,计算出振动的峰值速度与主频率等关键参数。可以应用专门的数据分析软件达成,强化处理成效与精准度。经由对数据信息的合理化处理,工作人员将清楚掌握爆破振动的特点和变化规律,为后续监测成果分析与控制措施的制定提供有效支持。
2.4监测结果分析与评价
对监测成果展开合理化分析与评价,属于隧道工程爆破振动监测工作的核心与重点,在对监测信息展开分析时,工作人员需依据爆破施工参数、地质条件等多种要素,深入探索爆破振动的传播规律与衰减特点。经由比对不同监测点的数据资料,合理判断出振动对周边环境造成的影响范围与程度。评价监测成果需依据相应规范要求,如建筑物的安全允准振动标准等。如若监测成果表明爆破振动可能会对周边环境带来不良影响,应第一时间发出警示提醒,并深入分析问题原因,提出有针对性的整改建议。工作人员还应对监测成果展开长期追踪与总结,在此基础上合理优化监测方案与控制技术,力求隧道工程爆破施工可以在安全、稳定的基础上有序推进。
3、隧道工程爆破振动控制技术
3.1爆破参数优化
对爆破参数进行合理优化,属于隧道项目爆破振动的核心一环,科学适宜的爆破参数可以大幅减少爆破振动的强度,避免对周边环境造成不良影响。在优化参数的进程中,工作人员需合理选择炸药类型,不同类别的炸药爆破能量释放特点不同,可结合岩石特点与工程需求选择适宜的炸药,以提升能量利用率,减少不必要的振动波及影响。装药量的确定也尤为关键,工作人员需做好计算分析,规避装药量过大造成强烈的振动。对炮孔进行布置时,炮孔之间的距离、排距与深度设计都将关系着工作成果,科学的距离设计可以使药量匀称分布,降低岩石过度破损导致的振动。起爆方式也与爆破振动息息相关,工作人员可应用毫秒延期爆破等形式,将爆破能量分散于不同时间段内释放,减少振动叠加效应。在多种对爆破参数的优化调整举措下,可以在提升隧道挖掘成效的前提下,最大化减小爆破振动的危害损伤。
3.2减震措施
为了可以更进一步控制隧道工程爆破振动,工作人员就需应用合理化的减震措施。应用频率较高的减震手段为预裂爆破与缓冲爆破,前者的原理为主爆区爆破前期,工作人员需顺着设计轮廓线先爆出一条预裂缝,以此来阻隔爆破震动波的传输路径,减少对周边岩体与建筑物造成的影响。应用后者时,工作人员可以在炮孔和孔壁之间设置缓冲材料,如空气间隔、水袋等,借此方式减缓炸药爆炸时对孔壁的冲击影响,以减小振动能量的传输。在隧道周边增设减震沟也可以发挥出有效的减震作用,减震沟可以吸纳并反射部分振动波,降低振动强度。在多种减震措施相配合的模式下,可依据不同的工程地质特点灵活使用,大幅降低爆破振动对环境的损伤。
3.3动态控制技术
该技术属于隧道工程爆破振动控制的基础保障,在爆破施工中,地质环境、周边环境等多种要素都有可能产生改变,需要实时监测爆破振动情况,并依据监测成果灵活调整爆破参数与施工方案。经由创设完备的监测系统,及时获取爆破振动相关信息,如振动速度、频率等,如若监测数据超出安全限值,工作人员需及时分析原因,调整装药量、起爆时间等参数。并依据地质条件的变化,如岩石硬度、节理裂隙发育程度等,科学调整炮孔布置与爆破方式。这种动态控制技术的应用可保障在复杂多变的工程环境下,从始至终将爆破振动控制在安全范围中,为隧道工程有序推进与周边环境安全提供保障。
4、结束语
综上所述,隧道工程中,爆破属于重要环节,为限制爆破影响,提升爆破效率,就需做好对爆破的监测与控制,选择适宜有效的技术手段,为爆破工作的顺利推进提供助益。本文也对隧道工程爆破振动监测与控制技术进行了探索,希望可以为相关隧道工程的进行做出贡献。
参考文献:
[1]彭诗名,徐顺香,王威,等.软岩隧道周边孔聚能间隔装药爆破超欠挖控制技术应用[J].岩土工程技术,1-4[2025-09-20].
[2]谭忠盛,周振梁,张辰,等.高海拔环境隧道爆破工况CO扩散规律与预测方法研究[J].铁道标准设计,1-10[2025-09-20].
[3]张海兰,吴云鹏,邹仁,等.基于SPH-FEM耦合模拟的隧道深埋排水沟爆破技术优化研究[J].隧道与地下工程灾害防治,1-17[2025-09-20].
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