隧道爆破振動與沖擊波破壞安全技術研究
針對爆破振動波、沖擊波對周邊環境和建筑物影響,本團隊組織開展技術攻關,主要成果包括:
1.首次基于現場試驗,驗證了多次鉆爆沖擊波作用下,單層鋼化玻璃的疲勞破壞現象;制定臨建建筑物多次爆破沖擊波破壞效應的控制標準。
2.總結與圍巖等級相匹配的量產常用炸藥類型、水封爆破技術;建立了炸藥、巖石不同匹配值與爆破塊度之關系:對強度大于30MPa的III級及以上硬質圍巖,應采用2號巖石乳化炸藥;對強度介于5-30MPa的IV級軟巖,應采用二級煤礦許用炸藥。對強度小于5MPa的V圍巖,應采用三級煤礦許用炸藥,最優阻抗匹配系數為2.53-3.30。另據試驗結果知,為滿足隧道施工中裝運碴土要求,炸藥巖石阻抗匹配并非在匹配系數為1.0時最優,而在1.98-3.30之間,且圍巖強度越低,其對應最優阻抗匹配值越大。發現在藥量相同的情況下,水封爆破的振速小于常規爆破振速的非慣性推測現象,水封爆破有明顯的減振作用。初步分析認為,一是水封不同于水介質爆破;二是“水袋+炮泥”的可靠堵塞比常規堵塞和不堵塞工況,使爆破振動的各向分布均勻化所致。隧道水封爆破相比常規爆破工藝,具有降低炸藥單耗,提高能量利用率,提高循環進尺,降低振速,減小粉塵濃度等優勢,具有良好的技術經濟和社會效應。
圖1 測點布置示意圖
圖2 玻璃前后沖擊波超壓峰值變化曲線
圖3 爆破沖擊波反復作用下鋼化玻璃現場發生破裂
中南大學
2023-03-09