公路隧道降噪施工技术探讨

卿荔强

(广西长兴工程建设有限公司，广西 南宁 530023)

0 引言

随着我国隧道施工技术的不断发展，一些在国际上处于领先地位的隧道施工技术在近年来的国内诸多隧道工程领域施工中得到了广泛的应用。部分隧道施工的核心技术在全球范围内的隧道施工界得到了普遍的认可，一大批由我国自主研发的隧道施工设备及先进的隧道施工技术和管理经验在不断地积累，通过业内相关专家和技术人员的不懈坚持和努力探索，我国的隧道施工技术正向着世界一流的方向不断前进。

然而，隧道在施工过程中常会出现巨大的噪声及危害附近施工环境的一系列问题，基于混凝土路面的公路隧道施工过程中，此问题尤为突出：一方面是影响到周围居民的日常生产生活，另一方面是为了赶工期、赶进度的密集施工，两者的矛盾与统一一直以来都是业内学者们所关注和研究的重点内容。本文对基于混凝土路面的公路隧道降噪施工技术进行了分析和研究，旨在通过对相关公路隧道降噪技术措施的对比，得出最佳的平衡点，达到在保证隧道施工质量、工期的同时，能实现降低混凝土路面的公路隧道施工噪声的目的。

1 隧道施工噪声影响因素

混凝土路面的公路隧道在施工过程中会产生巨大的噪声，例如施工的机械设备进行物料运输、混凝土路面的钻孔以及隧道开挖等一系列过程，都会产生不同级别的噪声，严重影响现场的施工作业以及周边居民的日常生产和生活。常见的能够引起隧道施工噪声的影响因素有很多，具体来说有以下几种：(1)大功率施工设备的频繁使用，如柴油机、起重机的运转、切割、运输、升降等引起的噪声等；(2)对混凝土路面进行施工而引起的噪声，如碎石、钻孔等施工环节；(3)对隧道开挖过程而引起的噪声，如爆破工序等。后两种情况所产生的噪声级别最大也最为严重，本文所研究的基于混凝土路面的公路隧道降噪施工技术所针对的就是上述情况。

2 降噪施工方案分析

2.1 爆破原理

首先要进行爆破器的选取工作。通常来讲，槽眼以及掘进眼的选取以乳化炸药为宜，周边眼的选取应以爆速低、密度低以及直径小且传播性好的炸药为基准原则，起爆的雷管通常选用微分非电型毫秒雷管。在分段爆破中，应注意各相邻段之间的爆破时间间隔的设定。当爆破的时间间隔较长时，所产生的振动信号就不容易相互叠加，这种情况最后形成的爆破效果通常不理想，对施工的进度以及施工质量无法做到精准控制。当爆破的时间间隔较短时，所形成的振动信号就容易彼此叠加，最终形成的爆破效果较为理想，即信号之间的叠加范围增大，但与此同时，对减小振动速度较为不利。根据以往的施工经验来看，选用相邻段之间的爆破间隔约50 ms的非电型毫秒雷管较为合适，可以极大限度地使振动波减弱，最终有效降低公路隧道的施工噪声。

对于各爆破段炸药用量，可通过式(1)进行约束：

(1)

LC(x)——最大段所允许的爆炸用药量；

hi——爆源中心至振速点之间的距离，一般取值30 m为宜；

∂ui——与爆破技术及地震波媒介所相关的指标，这里取值280；

∂ei——爆破的衰减系数，一般取值为2；

e0i——爆破设备初始化归零状态时的爆破平衡指数。

2.2 数值监测

在混凝土路面的公路隧道施工过程中，数值监测对于降低施工过程中的噪声意义重大，这其中所提到的数值监测主要以对隧道开挖过程中的振动数据的监测为主，隧道开挖过程中涉及到诸多振动施工，如击打、碎石、爆破等工序。国内目前比较常用的监测手段是利用隧道施工振动监测系统来对施工过程中的实时振动数据状态进行监测，当发现振动数据超过标准的规定限制或者有其他异常情况时，系统就会自动发出声光报警信息，以提示和警告现场施工作业的人员，并记录相关的施工数据，为日后具体的工程分析提供依据。本文所采用的HS-JZ304型隧道施工噪声监测系统如图1所示。

图1 HS-JZ304型隧道施工噪声监测系统示意图

2.3 统计结果分析

根据隧道施工噪声监测系统所监测到的图形画面，可以直观地分析隧道在施工的各阶段所形成的噪声，以及噪声的大小和来源等情况。更先进的隧道施工噪声监测系统可以将现场施工的噪声上传至远端的数据中心，路桥企业的管理部门可以实时地进行监控、分析和管理，或者通过后台服务器等数据平台，将现场的施工情况与历史数据进行比对，以判断现场隧道施工的噪声强度以及其他施工工序的合理性及必要性。爆破参数统计结果分析如下页表1所示。

表1 爆破参数统计结果分析表

3 降噪效果分析

结合表1的具体爆破数据，选取比较有代表性的槽眼位置、段位、孔数以及深度、装药范围等，将这些数据输入到公路隧道施工降噪分析系统中，在条件允许的情况下，将这类数据与同类型隧道工程的施工数据以及历史施工数据进行对比分析。对基于混凝土路面的公路隧道降噪施工方案的对比分析，来衡量所提出的隧道施工降噪方案的应用效果，为后续施工降噪方案的确定以及将来施工中所采取的隧道施工降噪措施提供一定的理论依据。对所提出的基于混凝土路面的公路隧道施工降噪技术方案的具体效果进行试验分析，结果表明，所提出的降噪方案在混凝土路面的公路隧道施工的噪声控制方面效果显著，具有一定的工程应用价值。

4 结语

本文通过对混凝土路面的公路隧道施工降噪技术方案的具体分析和研究，首先讨论了混凝土路面的公路隧道在施工过程中的常见问题，并提出了引起隧道施工噪声的诸多影响因素。随后，总结了在此类型隧道施工过程中降低噪声的有效措施，分别从爆破原理、施工状态的数值监测系统以及监测的统计结果分析等方面加以阐述。最后，通过噪声监测系统的数据模拟试验，对所提出的降噪方案在具体的工程应用中的效果进行了分析，证明了本文所提出的基于混凝土路面的公路隧道降噪施工技术的正确性与可行性。此外，本文还指出了在具体的工程实践中需要注意的一些相关问题，可为同类型的公路隧道的降噪施工技术提供一定的参考与借鉴，工程应用前景广阔。