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隧道爆破施工对地表建筑群的影响

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隧道爆破施工对地表建筑群的影响

摘要：随着我国交通运输业的发展，将有更多的浅埋坑道进入城市。受到施工条件的影响，这些隧洞大多需要爆破施工，但由于爆破所形成的地表振动效应可以威胁周围建筑的安全。因此，若要确保建筑的安全以及隧洞等地下工程的顺利施工，就有必要研究在开挖时爆破地震波影响下的地振动效应，以及对结构的损伤。

关键词：隧道爆破施工；地表建筑群；影响

近年来，由于我国城市的高速发展，大量地铁、公路交通与隧洞的施工，大中城市的地铁将经过许多地质路段，大道加宽，爆破作业中的基础施工与设备基础拆除，以及建筑周围或密集施工区域内的爆破，开挖与爆破安全评估和管理已成为突出问题。但按照目前的科技要求，开挖与爆破仍是最合理、最经济的岩土施工方式。城市的地下工程施工场所主要设在都市核心区，特别是在某些大中城市的核心区。由于地势复杂，人口众多，周围建筑稠密。在实际爆破施工中，由于施工难度加大，爆破后产生的巨大地震效应甚至可以威胁周围环境的安全性。

1 爆破地震波产生阶段影响因素分析

1.1炸药的影响

炸药的影响可以分为对炸药种类的影响和对炸药数量的影响。但从目前的现状来看，多数专家与学者都提出，各种种类的炸药对爆破地震波长的影响都有所不同。而试验结果也显示，爆压值是炸药的最主要性能参数之一，对爆破震动的规模和频率都有重要影响。炸药的爆压上升时间越短，则爆破振动能量越大，爆破振动波频率也越高。从炸药波阻抗来看，当炸药波阻抗和岩土波阻抗相同时，则爆破动能损失较小，炸药动能传输效率较好的时候，但爆破振动效应减弱。反之，若爆破动能损失较大，所损失的动能就会加大爆破震动。

1.2段数的影响 分段的影响主要表现在阻尼效果以及延长爆破地震波作用的持续时间上。研究结果表明，分段装药的减震效果较不完全分段装药的减震效果好30%~50%。同时由于爆炸段数的增大，地震波的主振遭遇时间相对降低，而地震波的副作用时间相对增大，因此爆炸段越多越好。适当的载药数不但能够缩短爆破的持续时间，并且能够降低爆破时振波的主振相，进而有效地减少振动效应。

1.3装药结构形式的影响

分析研究了耦合电荷与非耦合电荷之间的电荷关系。实验结果显示，在特定的岩体与爆破环境条件下，使用气体不耦合装药能够显著提高对碎裂或抛掷岩体的爆破能力，从而增加了爆破力量的合理利用率，减少装药的使用。与亲和装药比较，它大大减小了质点对振动速度峰值和爆破震动的影响。

1.4起爆方案的影响

岩土爆破作业中的几种重要爆破工作方法，不同的爆破方法对爆破地震波的产生有不同的影响。结果表明，当爆轰方向线为垂直的保护目标时，地震动速度峰值最大，而载药的线性排列则会增加垂直于方向的地震波。对于微差微差爆破，在不同的延时间隔会形成不同的爆破震动强度。

2 爆破地震波传输过程中的干扰原因分析

2.1大地系统的地质条件

地球系统的地理条件，主要考虑周围地貌、土壤覆盖层厚和断层。同时，调查结果表明，场地的地被力也会影响地震波作用的持续时间。科学研究已经证实，地形、地质条件对爆破地震波传播方向和质点间震动速率峰值的重要影响。岩体中的断裂和构造面也能够遮挡和减弱爆破地震波的传递，所以在爆破控制中有时会使用凹槽来减少振动。

2.2距离因素

此处间距系数主要指水平间距与垂直高差之间。在水平间距方面，研究资料中指出，随着水平间距的增大，由于介质的阻尼作用，爆破地震波的强度减小，地震波作用的高频段也将慢慢地向低频发展，而作用的持续时间也会增大。从垂直高度考虑，正高差可加大爆破地震波效果，而负高差则减少地震波的效果。所以，在控制爆破风险过程中，应当充分考虑正高差的危害。

3 爆破震动对建筑物的破坏

3.1建筑物的结构特征

建筑构造可包括三个部分：基本构造、上层结构以及基础下的土体及岩体构造。各个部分的结构都有所不同，其结构特点也不同。人们不但必须知道结构的位置和数量，而且必须知道它的意义和危险性。根据不同的建筑特点？采取不同的保护措施。建筑物的上、下部结构具有较好的抗震能力；相反，地基软弱、上部结构陈旧、形式简单的建筑物抗爆破震动能力较差。

3.2爆破地震波与建筑物的响应

爆破地震波的产生频率也与房屋的损坏情况有关。而地震波产生的频率也与房屋的固定程度有关。频率对构造动力损伤起很大作用，主要体现在二个方面：地震波频率是外界原因，构造频率是内在原因。当内部地震波作用频率很低且零点五长度超过其结构特征长度时，构造震动强烈。

大量工程实际证明，由于地震波作用持续时间的增大，地震波应力对建筑的影响时间也相应增大，建筑更易于产生损伤，即损伤的累积。一次或二次的爆破作用可能不会对建筑物造成实质性损坏，但在多次甚至无数次爆破作用情况下，由于累积的损伤扩大到了临界值，建筑可能会变形、不稳定甚至损坏。所以，在控制爆破震动损伤时，应当充分考虑作用时的危害。

4 减震爆破措施

4.1 针对原爆源和爆炸地震波作用传播所采取的行动保护措施

预裂隔振带的爆裂所引起的大爆炸内部应力波以柱面波的方式向外扩散。如果没有障碍物，则直接进入围岩，对围岩产生了很大的震动影响，不利于围岩的稳定性。而预裂爆破则是在主要爆炸源附近建立了预裂爆破点，把周围被保护的工程结构和主要爆破机构分隔，以避免由主孔爆破所形成的爆轰波直接向围岩内扩散，从而降低了爆破震动对围岩的影响和工程结构下沉的风险。

多级差系数动爆破碎减振法的减振基本原理主要涉及如下二个方面：(1)装药差流机理，为提高炮孔数，降低了单孔装药数量，把装药量细分为几个独立起爆的方法，但没有一次起爆方法，振动峰值也主要由单段载药控制。这样，在火药数量不变的情况下，火药在爆破岩体中的散布比较均匀，因此大大提高了爆破效果。火药的主要力量用来打碎岩体，从而吸收冲击。(2)多级延期的原理是通过提高爆破的起爆段数，从而降低最大起爆剂量。随着分段数的提高，每一次爆破的单药量也将降低，同时爆破产生的震动也将降低。

在工程设计上，有时采用改变装药类型和炸药结构来进行减震。如果按照岩块的特点决定了载药的特性，就能够更好地匹配声波阻抗，提高爆破效率，从而增加了炸药的高效使用率，同时降低了爆破对影响地面震动的不利影响，从而达到了减震。

4.2对受控对象采取的措施

掌握建筑结构特点；加强薄弱部位或区域的爆破振动监测；对建筑物采取必要的预防措施。

结束语：

综上所述，在爆破震动影响下，地基颗粒和附近构筑物的震动与应变变化规律。但是，由于爆破震动受到了周边复杂地理环境的影响，因此地震波本身也存在着随机性和复杂性。所以，人们无法精确预计爆破对建筑物的损害程度。但实际中表明，由于爆破震动累积损伤范围相当广泛，国家标准的规定不够充分。在今后的研究中，人们必须越来越关注上述问题，做好爆破与地震灾难的预防，为国家经济时代的建立提供更多的依据，推进我国的现代化进程。

参考文献

[1] 付晓强，雷振，刘幸，张仁巍.城市浅埋隧道下穿密集建筑群控制爆破技术[J].科学技术与工程，2019，19(02)：223-227. [2] 吴波，兰扬斌，吴冬，黄惟，杨建新，庞晓瑜，冯杨.隧道爆破施工对地表建筑群影响的研究[J].现代隧道技术，2018，55(S2)：687-695.

[3] 袁仁爱.岩溶隧道浅埋下穿敏感建筑群区控制爆破施工技术[J].工程技术研究，2018(09)：100-101.

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浅谈城市隧道爆破工程对环境的影响及控制措施

浅谈城市隧道爆破工程对环境的影响及控制措施

浅谈城市隧道爆破工程对环境的影响及控制措施

作者：赵国清 周代武 聂鹏

来源：《居业》2020年第06期

摘要：随着21世纪科技飞速的发展，汽车已普及每一个家庭，人们的出行也非常方便，但在很多中心城市，汽车拥堵已成为家常便饭，给很多人的出行带来了困难。为解决这一难题，大部分城市开始兴建地铁，地铁修建有明挖、盾构、爆破法等，而爆破法施工对环境的污染不可忽视，零污染已成为现代化绿色城市倡导的必然要素。因此环保控制也是施工单位的重点项目。

关键词：隧道爆破;冲击波;大气污染;水压爆破

文章编号：2095-4085（2020）06-0101-02

1隧道爆破施工污染源的产生

目前我国隧道爆破施工主要仍以新奥法为主，在爆破装药过程中，施工单位贪享低廉，炮眼采用纸箱卷堵塞或堵塞不规范，这样不但对炸药爆破能量损耗较大，爆破效果也差，而且爆破后产生的烟尘噪音比规范堵塞炮眼后产生的大很多，对环境的影响极大。

2隧道爆破施工对环境影响分类

2.1震动

隧道爆破是由炸药在岩土介质中爆破产生的冲击波，在爆破范围内，冲击波对附近建筑物产生影响。爆破冲击波对周边建筑物的影响主要受几个方面影响。

①起爆参数选用爆破方法、炸药性能、装药量大小选用。

②建筑物与爆破源的距离隧道开挖后改变了周边岩层结构的自稳能力，爆破时产生的震动波，围岩受力结构发生变化，影响地表及周边建筑物结构，在长期扰动下，建筑物结构受到很大的影响。

控制措施：对于城市隧道爆破施工，严格按照施工方案进行施工，施工遵循“管超前、短开挖、强支护、早封闭、严注浆、勤量测”十八字方针;爆破可选用水压爆破法，水压爆破是利用水的不可压缩性质，能量传播损失率低，炸药在爆炸瞬间通过水传播冲击波到孔壁使其位移，并产生反射作用形成二次受力，加剧孔壁的破坏，使岩体均匀解体破碎。此爆破方法简便易行，效果良好，且装入的水袋在爆破过程中被冲散为水雾，渗入爆破岩层裂隙，能减少扬尘量，与普通光面爆破相比，扬尘量相比减少约30%。这样不但减少了降尘的成本，并减少了降尘时间，能提前进入施工作业面，节约工期。

隧道爆破对周边建筑物影响的安全评价

隧道爆破对周边建筑物影响的安全评价

隧道爆破对周边建筑物影响的安全评价

摘要：在工程爆破施工中不可避免对邻近房屋会有振动影响，作者通过对一铁路隧道爆破开挖过程中引起临近建筑物墙壁产生裂缝及构建脱落的现象，结合爆破参数和振动速度的监测数据与现场调查相结合的分析方法。分析了可能产生破坏的原因，指出爆破施工中随时视现场情况调整爆破参数和考虑影响建筑物安全评估多种因素的一些建议。

关键词：爆破施工；炸药量；振动衰减；振动速度；安全评价

Abstract: The efect of the vibration happening in the blasting construction can

not be avoided to the nearby buildings, Based 0n the rift of the close building and

build off produced by tunnel blasting vibration from excavating the tunnel and the

data obtained by monitoring the detonation parameters and shaking speeds，the safety

of the building is evaluated．The probable damage cause produced by vibration is

analyzed．Some suggestion of adjusting detonation parameters at any time under

scene condition and considering the various factors affecting the safety evaluation of

this building are presented．

Key words： blasting construction；explosive capacity；vibration attenuation；vibration velocity；safety evaluation

震动(爆破)施工对周边建筑的影响

震动(爆破)施工对周边建筑的影响

震动(爆破)施工对周边建筑的影响

摘要：随着我国经济的迅速发展，爆破技术在各种建筑工程建设中得到了越来越广泛的应用。震动（爆破）施工包括预制桩基础、强夯及挡路施工的震动碾等施工等等，它们都会对周边建筑的影响。路基或山体爆破施工产生的震动和冲击波也会对周边建筑产生影响。本文结合笔者多年来进行震动（爆破）施工方面的工作的实践经验，并且查阅了国内外的大量相关的文献，探讨了震动（爆破）施工对周边建筑的影响。

关键词：震动；爆破；施工；周边建筑；影响

Abstract: With China’s rapid economic development, blasting technology in a

variety of building construction has been more widely used. Vibrations (blasting)

construction of precast piles based on dynamic compaction and vibration grind get in

the way of construction the construction, etc., they will impact on the surrounding

buildings. Roadbed or mountain blasting vibration and shock wave generated by the

construction will have an impact on the surrounding buildings. In this paper the author

over the years to vibrate and the practical experience of construction work (blasting),

and access to a large number of domestic and foreign literature, discusses the shock

隧道爆破对地表建筑物的危害及防治

隧道爆破对地表建筑物的危害及防治

隧道爆破对地表建筑物的危害及防治

1.1 爆破地震波产生阶段影响因素分析

1.1.1 炸药的影响 炸药的影响包括炸药种类的影响和炸药量的影响。 目前业界 的大部分专家学者认为炸药种类不同对爆破地震波影响也不同。 实验表明： 作为炸药重要性能参数之一的爆轰压力对爆破震动大 小和频率有影响， 炸药的爆轰压力上升时间越短， 爆破震动越大， 爆破震动波的频率也越高。 从炸药的波阻抗方面讲， 如果炸药的 波阻抗与岩石、土的波阻抗相近的情况下，爆破损失的能量少， 炸药的能量传递的效果良好， 爆破的震动效果就降低； 反之爆破 损失能量大，而损失的能量会增强爆破的震动。

1.1.2 段数的影响 段数的影响主要体现在降震效果和延长爆破地震波作用时 间。研究表明分段装药比不分段装药的降震效果好 30%-50%。随

着炸药的段数增加， 地震波的主震相会相应的降低， 但是地震波 的作用时间会增长， 所以段数也不是越多越好。 合理的装药段数， 既能减少爆破作用时间又能降低爆破地震波的主震相， 因此可以 有效的降低震动效应。

1.1.3 装药结构形式的影响

这里主要分析耦合装药和不耦合装药的装药结构形式。 试验 表明：在一定岩石和炸药条件下，采用不耦合装药（或空气柱间 隔装药），可以增加用于破碎或抛掷岩石的爆破能量，提高炸药 能量的有效利用率， 降低药量使用。 与亲合装药相比它降低质点 振动速度峰值，降低了爆破震动的效果。

1.1.4 起爆方案的影响 岩土爆破作业中有很多爆破方式（定向爆破、预裂、光面爆 破、微差爆破、控制爆破等），不同的爆破方式对爆破地震波的 产生有不同影响。通过研究发现当起爆方向线与保护目标垂直 时，振动速度峰值最大， 药包组成直线布置会加强垂直方向的地 震波。对于毫秒级的微差爆破来说， 延迟不同的时间间隔引起的 爆破振动强度也不同。

1.2 爆破地震波传播过程中的影响因素分析

1.2.1 大地系统的地质条件