地下工程爆破震动控制技术措施分析

黄国新 魏冕 张忠超

摘要：随着我国科学技术的快速发展以及社会经济的进步，我国的城市化建设和现代化进程取得了令人瞩目的成就。城市化建设的加速意味着土地资源的紧张，而为了最大化的提升土地利用率，现阶段地下工程也如火如荼的发展起来。在地下工程建设之初，爆破开挖法应用极为广泛。而在应用爆破开挖法时，不可避免的会出现爆破震动，从而造成爆破区域土质结构的损坏，为之后的工程建设埋下安全隐患。本文分析了进行地下工程爆破时爆破震动出现的原因以及危害，并结合当前技术的发展现状对控制爆破震动的技术措施做了分析，以期为相关工作者提供指导和帮助。

关键词：地下工程;爆破震动;控制;技术分析

一、地下工程爆破技术及爆破震动控制技术的必要性

1.1地下工程爆破技术应用的必要性

当前，城市土地利用面积紧张、人均生活面积减少已经成为了影响人们生活质量和幸福感的主要原因。而进行地下工程爆破，不仅能够总体上扩张人均生活面积，减轻人们的生活压力，还能够修建一系列的隧道、地下通道、地铁等，扩张交通网络，提升人们出行的效率，最大程度的减少堵车等现象的出现。因此，地下工程爆破技术在近些年来得到了飞速的发展。

1.2地下工程爆破震动控制技术应用的必要性

在进行地下工程爆破技术的应用时，不可避免地会产生震动，而这些震动通过传播可能会对邻近地区的建筑物以及地下管线等造成破坏，从而影响居民群众的正常生活，甚至可能造成较为严重的事故。在这种情况下，进行地下工程爆破震动控制技术便有着极为重要的意义。

二、爆破震动产生的机理

现阶段，常用的地下工程爆破技术为爆破开挖法，而爆破震动，则是指炸药在爆炸后产生震动波，震动波在爆炸介质中传播而产生的震动。一般来说，炸药产生冲击波的范围为炸药半径的15倍，在这一区域内，所有的介质均会被炸药产生的高温高压气体粉碎;在距离超过爆炸中心炸药半径15倍的范围内，冲击波衰减为应力波，处于这一區域的介质也会被应力波所破坏;当距离变为炸药半径的500倍时，应力波再次衰减成为弹性波，由于弹性波的冲击力较小，因此这一区域内的介质并不会被弹性波破坏。这里所说的弹性波，便是爆破产生的震动波。爆破震动波具有较强的传导性，在向地面传播的过程中便可能对地下管道造成损坏;当其传播至地表时，便会因此地表的震动，这就是所谓的爆破震动。

三、爆破震动控制技术措施

3.1控制单段起始炸药量

诸多科研人员通过研究发现，爆破震动传播速度与一次炸药量成正比，与测量点距爆炸中心点的距离呈反比;同时，地质相关系数以及传播衰减指数也影响着爆破震动传播速度。而在实际进行爆破时，土质的系数以及衰减指数是固定的，因此，想要尽可能去控制爆破震动传播速度，应该从起始爆破炸药的数量入手。现阶段，人们常常使用延期雷管来进行一次爆破炸药量的控制。通过延期雷管的使用，能够将爆破炸药量划分为多段延时爆破，从而在满足基本爆破要求的基础上降低单次爆破产生的震动。因此，通过控制单段起始炸药量，能够实现对爆破震动的控制。

3.2选择合适的起爆时间间隔

上文提到，通过使用延期雷管进行分段爆破，能够减少每次爆破的炸药量，从而减少降低爆破震动。但是在实际爆破过程中，还需要切实考虑爆破震动波之间的影响。现阶段，人们认为当爆破间隔超过爆破震动波周期的三倍时，多个爆破震动波不会产生影响，而当爆破间隔小于爆破震动波周期的三倍时，多个震动波便会产生影响，从而出现“震动波相互抵消”的情况，减少爆破震动。因此，通过选择恰当的爆破时间间隔，便能够最大程度避免爆破震动波的叠加产生的影响，从而减少爆破震动。

通过使用高精度的电子延期雷管，能够通过计算机来对雷管爆破时间进行精确的控制。具体来说，将多段雷管的起爆时间设置为爆破震动周期的一半，便能够最大程度的实现爆破震动波的小姑抵消，从而减小爆破震动强度。现阶段，我国在进行地下工程爆破施工时，往往选择的是普通毫秒延期雷管。这种雷管的爆炸时间准确度较低，因此很难实现降低爆破震动强度的目的。因此，推广使用高精度电子延期雷管，能够有效时间多段雷管爆破时间间隔的控制。

3.3选择恰当的掏槽形式

对于一般掏槽来说，产生的爆破震动极大，这主要是因为对掏槽进行爆破时掏槽内部空间较大导致的。炸药爆炸后的能量除了用于岩石的毁坏之外，均转换成了震动。因此，想要控制掏槽爆破时的震动，可以通过选择恰当的掏槽形式入手。

当前，我国地下工程常用的掏槽形式包括斜眼掏槽以及直眼掏槽两种类型。楔形掏槽作为最常见的斜眼掏槽，其体积较大，能够快速的将内部岩石抛出，具有极好的掏槽效果。但是楔形掏槽的岩石夹制作用较大，因此在进行爆破时产生的震动也较大。在这种情况下，选择复式掏槽能够有效改善掏槽爆破震动大的情况。具体来说，首先通过选择分段爆破雷管将单词爆破的炸药量减少，其次将内侧掏槽眼爆破转化为外侧掏槽爆破的形式，从而实现爆破震动的减少。另外，通过选择复式楔形掏槽，将掏槽的分级增加，进一步减少爆破过程中产生的震动。

3.4预设减震孔

减震孔的设立，能够有效降低爆破产生的震动。预设减震孔，是指在爆破区域的边界处凿出一系列密集的大直径空孔。这些空孔能够有效阻断爆破震动波的传递，从而减少隔离带后方的震动。

四、结语

综上所述，在进行地下工程爆破时，产生的震动不仅会造成较大的经济损失，也会为该区域的居民生命财产安全造成威胁。为了最大程度避免爆破震动造成的损失，在进行爆破时，可以通过预设减震孔、减少单次炸药用量、选择恰当的掏槽形式等方法来对爆破震动进行控制，从而推动我国地下工程建设又好又快发展。

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作者简介：黄国新，1993年5月，男，汉，河北省沧州市人，本科，助理工程师，研究方向：地雷爆破。

（作者单位：中国人民解放军32305部队）