郝志坚
（沈阳工学院能源与水利学院，辽宁 抚顺 113122）
摘 要：爆破开挖法在地下工程中应用广泛，在爆破过程中时常会出现爆破振动，对爆破区域的地表造成破坏。基于此，本文从地下工程爆破振动的产生及危害入手，阐述了爆破振动的控制技术措施，技术人员可以通过控制单段起爆量、合理选择掏槽形式、预裂爆破技术、光面爆破技术以及减振孔的设置，实现爆破振动的有效控制，保障地下工程的安全稳定运行。
关键词：地下工程；爆破振动；光面爆破；安全稳定
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
在我国城市化进程逐渐加快的背景下，城市空间越来越紧张，政府部门对城市地下空间进行了开发利用，通过修建地铁或者地下通道的方式缓解空间紧张问题。在实际的地下工程施工中，爆破开挖法凭借其经济高效的优势，得到了广泛的应用，但是在爆破开挖法应用的同时，会产生一定的爆破振动波，严重时会对爆破区域的地表造成破坏，影响附近建筑物安全和居民正常生活。因此，技术人员需要在爆破开挖过程中合理控制爆破振动，减少爆破振动有害效应的发生。
1 地下工程爆破振动分析
地下工程中经常会应用到爆破开挖法，在炸药爆炸时，炸药附近10-15 R（R主要是指炸药半径）范围内会出现冲击波；当距离在15-400 R的范围内，冲击波会逐渐衰减，从而转变成应力波；当距离超过400 R时，应力波会逐渐衰减，从而转变为弹性波，在这一范围内的介质会出现弹性振动，这一弹性波就被称作爆破振动波。当爆破振动波[1]传播到地面时，会引发地面振动，这一振动现象就被称作爆破振动。在爆破振动达到一定程度时，会对地面的建筑物与构筑物造成不同程度的损伤和破坏，比如，管线破裂或者墙体开裂等问题，严重时可能会导致建筑物塌陷，对居民的生活造成了不利影响，为此需要采取有效的措施控制爆破振动[2]。
2 地下工程爆破振动控制技术措施
2.1 单段起爆量的控制
大量理论实践表明，爆破振动会受到地质条件、炸药药量以及爆心距这三种因素的影响，可以通过萨道夫斯基经验公式[3]表明三种因素的影响关系：
(1)
式中，V为爆破质点振动的速度，主要用来表示爆破振动的大小；Q为一次起爆所用的炸药量；R为爆心距，即爆源和测点的距离；K与α主要是指地质条件的相关系数。
在这三个影响因素中，地质条件以及爆心距是客观存在的内容，难以通过人为方式进行更改。因此，技术人员可以通过控制炸药量实现对爆破振动的控制。具体而言，在延时雷管的支持下，技术人员可以将一次起爆转变成多段延时爆炸，进行单段起爆药量的控制，减少爆破振动危害的发生。
2.2 掏槽形式的选择
掏槽爆破方式具备较少的临空面，使其产生的爆破振动相对较大。因此，在进行爆破振动控制时，技术人员需要注重掏槽形式的选择[4]。在目前应用广泛的几种掏槽中，复式楔形掏槽产生的爆破振动最低，因为这种掏槽形式能够有效降低单段起爆炸药量，并在一定程度上增加了爆破过程中的临空面。需要注意的是，复式楔形掏槽的级数越多，产生的爆破振动就越小。比如，在厦门机场路的某项隧道工程中，技术人员将原本的三级复式楔形掏槽转变成四级，将爆破最大振动速度控制在1 cm/s以内，有效降低了爆破振动有害效应。
2.3 预裂爆破技术
预裂爆破技术[5]主要是在开挖轮廓线上进行多个炮孔的钻凿，并在炮孔内添加适量的炸药，实现对该区域的起爆，在开挖轮廓线上建立能够阻断爆破振动波传播的裂缝，从而避免主爆区的爆破对地表造成振动扰动和破坏。需要注意的是，预裂爆破的操作流程较为复杂，如果技术人员的操作不规范，很容易产生反作用。因此，在开展预裂爆破之前，技术人员需要应用经验类比方法，明确爆破参数，并通过多次试验对具体爆破参数进行修正，从而得出最佳的爆破参数。
2.4 光面爆破技术
在爆破振动的控制技术中，光面爆破技术[6]的应用较为广泛，根据爆破区域的抵抗线，技术人员在开挖轮廓线上钻凿一定孔距的光爆孔，并在光爆孔中安装低威力的炸药，和主爆区共同起爆，从而形成较为平整的开挖轮廓，不仅能够降低爆破振动，避免爆破振动对保留岩体造成损害，还能够防治开挖面出现欠挖或者超挖现象。为了充分发挥出光面爆破的作用，技术人员需要做到以下几点：在光爆孔中安装威力与爆速相对较低的炸药；如果选择不耦合装药结构，需要确保不耦合系数超过2；确保相邻的三个及以上炮眼同时起爆。
2.5 减振孔的设置
在使用爆破开挖法之前，技术人员可以在主爆区或者开挖轮廓附近，钻凿一定数量的空孔，用于阻断爆破振动波的反射作用，从而避免爆破对地表及其保护对象的破坏，这种控制技术的原理和预裂爆破技术有相同之处。在工程实例中，石门山隧道爆破时就设置了减振孔，将爆破振动波的振速从原本的2.71 cm/s减少到1.26 cm/s[7]。
3 结 论
综上所述，在地下工程良好发展的趋势下，其存在的爆破振动问题逐渐受到了社会的关注。通过本文的分析可知，技术人员需要认识到爆破振动的危害[8]，并根据地下工程的实际状况，采用合理的爆破振动控制技术与措施，提高爆破振动控制的有效性，保障地下工程的安全完工，促进我国城市化建设。希望本文的分析可以为相关研究与实践提供参考。
参考文献：
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