隧道爆破振动与冲击波破坏安全技术研究
针对爆破振动波、冲击波对周边环境和建筑物影响,本团队组织开展技术攻关,主要成果包括:
1.首次基于现场试验,验证了多次钻爆冲击波作用下,单层钢化玻璃的疲劳破坏现象;制定临建建筑物多次爆破冲击波破坏效应的控制标准。
2.总结与围岩等级相匹配的量产常用炸药类型、水封爆破技术;建立了炸药、岩石不同匹配值与爆破块度之关系:对强度大于30MPa的III级及以上硬质围岩,应采用2号岩石乳化炸药;对强度介于5-30MPa的IV级软岩,应采用二级煤矿许用炸药。对强度小于5MPa的V围岩,应采用三级煤矿许用炸药,最优阻抗匹配系数为2.53-3.30。另据试验结果知,为满足隧道施工中装运碴土要求,炸药岩石阻抗匹配并非在匹配系数为1.0时最优,而在1.98-3.30之间,且围岩强度越低,其对应最优阻抗匹配值越大。发现在药量相同的情况下,水封爆破的振速小于常规爆破振速的非惯性推测现象,水封爆破有明显的减振作用。初步分析认为,一是水封不同于水介质爆破;二是“水袋+炮泥”的可靠堵塞比常规堵塞和不堵塞工况,使爆破振动的各向分布均匀化所致。隧道水封爆破相比常规爆破工艺,具有降低炸药单耗,提高能量利用率,提高循环进尺,降低振速,减小粉尘浓度等优势,具有良好的技术经济和社会效应。
图1 测点布置示意图
图2 玻璃前后冲击波超压峰值变化曲线
图3 爆破冲击波反复作用下钢化玻璃现场发生破裂
中南大学
2023-03-09