隧道洞口爆破安全防護措施研究

浙江八達隧道工程股份有限公司 310007

摘要：隧道的爆破會產生強烈的沖擊力，造成巨大的威脅和傷害，隧道洞口在爆破過程中，會產生強烈的震動、沖擊波和飛石，它們具有較大的安全威脅，為了減少隧道洞口爆破的有害效應，需要根據工程的實際情況，進行隧道洞口爆破之下的密切監測，要以隧道工程爆破安全的“三位一體”綜合法為準則，從法律體系、工程項目安全管理和爆破技術控制等方面，加強對隧道爆破的安全防護措施，以減少和遏制隧道爆破安全事故的發生。

關鍵詞：隧道；洞口；爆破；安全防護；措施

隧道洞口是工程項目施工中較為困難的地段，對于隧道工程的爆破施工方法主要是采用鉆爆法，在鉆爆法進行具體施工的過程中，會產生強大的爆破載荷，造成周圍巖體和地質結構的嚴重損毀。因而，對隧道洞口地段的爆破工程需要進行有效的監測和控制，要根據爆破荷載作用下的振動狀況，進行安全防護措施的應用，以防止隧道爆破過程中的財產損失和人員傷亡。

一、研究背景剖析

面對全球化地下空間不斷延伸和拓展的趨勢下，地下空間的不斷開發成為了主流趨勢，我國經濟在近年來的飛速增長態勢下，也呈現出修建更多的、立體化的交通線路的重要性。而隧道工程成為了城市建設中必不可少的一部分，它在地下工程的分支中，是一項艱難的重大工程，在我國多山的地質環境下，具有較大的隧道工程修建難度。鑒于我國的隧道工程現狀，鉆爆法是普遍應用的修建方法，其經濟、簡單、工藝可靠的優點，使我國的隧道工程建設處于發展前列。然而，我們也要重視爆破所帶來的危害，它會對周圍介質和結構產生強烈的地震效應，有嚴重的飛石、震動和空氣沖擊波等危害，關系著工程項目的竣工，牽系施工人員的生命與財產安全。因而，如何有效控制爆破震動的危害效應，已經成為國內外安全防護控制的重要課題。

二、降低隧道洞口爆破震動的安全防護技術措施

在我國的《新爆破安全規程》中，以爆破振速峰值作為判定爆破“震強”的標準，而這個爆破振速峰值在隧道爆破過程中涉及較多的因素，如：藥量、安全距離、爆破地段地質情況等。

（1）首先，要根據現場地質條件以及爆破振動數據，采取毫秒延時爆破法，要控制當次爆破的最大裝藥量，從而得到對爆破振動強度的回歸方程，其計算公式為：

在這個公式之中，V是質點的振速，單位用cm/s表示；R是表示爆破源與監測位置之間的距離，用m表示；Q表示炸藥的最大用量，用kg表示；K表示爆破地質的相關系數。當利用該公式計算爆破振動強度之時，Q作為爆破的總藥量，如果設計值大于該Q值，則應當采用分次爆破的形式，要對每次爆破的裝藥量進行有效的計算和控制，在多段毫秒延時起爆法運用之下，可以達到擴大爆破規模的效果，而又不會產生過大的震動。

（2）其次，采用預裂爆破或開挖減震溝槽。在對隧道洞口進行爆破時，可采取相應的安全技術防護措施，監測位置如果距離爆破源較近，則要在爆破源的附近設置一條減震帶，要在爆破體和監測位置之間鉆出單排或雙排沒有裝藥的防振孔，這樣可以使減震效果增強將近一倍。

在隧道洞口爆破之時，當一次爆破的炸藥量小于20Kg時，要根據如下公式確定空氣沖擊波對監測人員和作業人員的安全允許距離，使保護對象可以承受允許的沖擊強度值。

在上式中：Rk表示空氣沖擊波對作業人員和監測人員的最小允許距離，用m表示。Q表示爆破炸藥用量，用kg表示。

當一次爆破炸藥用量超過20Kg，進入大藥量爆破的范圍之時，要確定安全允許距離，用正式加以計算表達：

在公式中：△P表示超壓值，用105Pa表示；Q表示炸藥用量、毫秒期最最大段裝藥量，用Kg表示。R表示爆破中心與安全防護對象之間的直線距離，用m表示。

（3）再次，要選擇合適的爆破設計中對技術安全的防護措施。在隧道洞口爆破設計中，要選擇最小的抵抗路線和方向，這樣可以降低爆破的危害程度；同時，還要對裝藥分散面和臨空面進行增寬的設計，這樣可以有效減小K值，降低爆破震動強度。

（4）要采取爆破裝藥的安全技術防護措施。在隧道洞口進行爆破之時，要安裝低爆速、低密度的炸藥，進行科學合理的炸藥安裝，要減小裝藥的直徑，以減輕爆破震動效果。同時，還可以采用不耦合或空腔條形的藥包，控制沖擊壓力和初始爆破壓力，這樣可以有效減少振速。

（5）根據隧道工程地質地形結構進行安全防護監測，要對爆破地質結構的受力狀態，進行安全核算之下的防護監測。

三、對隧道洞口爆破飛石的安全防護距離控制措施。

在隧道工程地質爆破過程中，爆破飛石會造成較大的人員傷亡，由于爆破產生的巖石碎片具有運行距離后拋出的情況，因而會產生飛石，它產生的原因主要有爆破設計上的錯誤、施工違規等，對于爆破飛石的控制雖然無法進行精準的計算，但是還是可以確定爆破飛石的安全允許距離及防護措施。

爆破飛石安全允許距離計算公式如下：

該式中：Lm表示飛石可能拋射的最遠距離，用m表示；n表示爆破作用的指數；W表示最小抵抗線，用m表示。K表示地質系數。

（1）首先，要對爆破點的地質進行勘查和測量，熟悉爆破巖土介質的結構及物理性質，力求從源頭上控制爆破飛石。

（2）其次，還要精心布設爆破施工，嚴格設置藥室、炮孔大小、位置等，保證驗收合格。

（3）在安裝炸藥進行堵塞之時，要保證安裝長度、密實度等質量，同時，要確保安裝過程中不夾雜碎石。可以采用不耦合裝藥該式或低爆速炸藥方式。

（4）在隧道洞口爆破之時，要調整最小抵抗線方向，有效控制爆破飛石的位置和方向。

（5）對于特殊地質構造的溶洞、覆蓋層、大裂隙、成組節理、斷層等，要采用間斷堵塞舉措，要精心計算炸藥用量，在一定程度上減小藥量的安裝。

（6）要采取對爆破點的覆蓋措施。要將爆破點的地面清理干凈，預防二次爆破飛濺物，覆蓋物的材料要保證強度高、韌性好、柔軟透氣的橡膠防護墊、鐵絲網、工業氈墊、帆布等。如在隧道洞口爆破時，可以設立一個阻隔屏障帶，用鋼管腳手架與竹籬結合，然后再在屏障上方或洞口頂部用編織網連接，這樣構成了一個防護整體。

（7）對爆破點附近區域的安全防護措施。對于隧道洞口的爆破安全防護附近的區域也很重要，可以采用將竹籬笆密編成排，直接插入地面，然后再用木棍進行支撐或加固，這樣可以防止飛石的拋落。同時，對于爆破藥量較大、飛石較多的地段，可以采用鋼管將竹籬笆加固的方法，進行安全防護。

（8）對于人員的安全防護措施。要依照《爆破安全規程》中的規定，進行人員安全允許距離的警戒線設置，要嚴格遵守和執行。同時，對于一些較小的設備設施等，可以進行包裹，以防傾倒，并在附近加鋪厚草墊層等措施，確保設備設施的安全。

四、結束語

綜上所述，隧道洞口爆破工作之中，為了達到成功而安全的爆破效果，需要針對爆破中的各種狀況進行分析和勘察，要通過計算公式合理計算隧道洞口爆破炸藥用量以及人員安全允許最大距離值，通過對相關人員、設備設施、附近區域物體的安全防護措施，有效降低炸藥爆破產生的沖擊力和飛石的損害，嚴格按照爆破施工相關規范進行安全防護，并根據對地質工程狀況的不同情況進行勘察和測量，以確保在爆破工程地質條件下的安全。

參考文獻：

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[2] 張展宏. 新建九燕山隧道對既有運營鐵路隧道影響分析[D]. 西南交通大學 2011

[3] 楊光. 隧道爆破施工對鄰近既有隧道結構安全的影響分析與控制研究[D]. 中南大學 2011

探討人防工程施工技術管理