岩土爆破振动及拆除爆破振动比较及危害控制措

1 概述

岩土爆破是指在五类土（软石）以上类别岩土开挖时，采用凿岩钻机造孔、人工装药起爆的开挖方法，按控制爆破分为光面爆破和预裂爆破，按孔深分为表面爆破、浅孔爆破和深孔爆破等。拆除爆破是指在建筑物（如高楼、烟囱等）拆除时，按设计要求进行钻孔、人工装药、微差起爆、建筑物定向倒塌的拆除方法。岩土爆破和拆除爆破均为化学能的转化，均能对周围人员及构筑物产生振动破坏，现对以上两种不同的爆破方式进行比较和分析，并在具体的爆破工程中采取有效措施，以减少爆破振动对人们的危害。

2 岩土爆破振动及拆除爆破振动的比较

一般岩土爆破与拆除爆破作为工程爆破的两种形式，主要差异表现在振动产生的原理、振动波的形态、振动危害的表现形式等方面。根据我们的研究成果，得出一般岩石爆破振动与拆除爆破振动的差异性比较（见表1）。

经研究，因一般岩土爆破振动与拆除爆破振动均由爆破而产生的振动，二者存在以下共性：①如以岩土做为传播介质，二者均为振动波，都以横波和纵波的方式传播；②振动强度随至振源点距离增加而逐渐衰减；③爆破振动的估算都有一定的规律可循，均可进行一定的定性分析，但爆破是一门实践性很强的学科，由于爆破介质的差异性，爆破振动的定量分析一般采用统计归纳法分析，定量计算采用的是经验公式；④爆破振动部分是可以人为控制的，如拆除爆破振动可通过增设地表附属设施（如松散堆料及水池等）以减少拆除爆破振动，一般岩土爆破减振可采取爆源因素的控制措施及地震波传播途径上的降振措施等。

3 爆破振动危害控制的途径

一般岩土爆破振动与拆除爆破振动均为药包爆炸产生的动能振动波，但由于两者所表现的危害方式不同，爆破振动危害控制的侧重点也不一样。现对岩土爆破振动及拆除爆破振动危害控制进行进一步分析。

3.1 岩土爆破振动控制措施

现有工程爆破理论界有两种岩土爆破岩石破碎理论，即爆轰气体膨胀作用论及爆炸应力波反射拉伸作用论。但我们认为：岩石介质破碎是爆轰气体膨胀及应力波反射拉伸综合作用的结果。即，爆破药包爆炸后，爆轰波首先作用于药包周围的岩壁介质上，在岩石介质中激发形成冲击波并很快衰减为应力波，冲击波在药包附近的岩石介质中产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生的裂隙中，使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块径向抛掷运动。从以上看出，可以形象地说，应力波充当先锋作用，在前面开道，高压爆轰气体跟进，“楔入”因应力波产生的岩石介质裂隙中，将开裂岩石进一步破坏，起主要爆破作用。假设岩石介质为均一性的，最终在最小抵抗线处，高压爆轰气体将破碎岩石掷出，形成爆破坑斗。

表1 岩土爆破振动与拆除爆破振动的比较爆破方式 一般岩石爆破振动 拆除爆破振动研究的背景 在1613 年开始在矿山中首先使用炸药，通过矿山爆破，开始对矿山岩土爆破进行研究，至20 世纪80 年代，随着电脑模拟爆破理论研究，岩土爆破理论日趋完臻对楼房爆破拆除进行观测分析后，而提出的。在20 世纪70 年代末，才初步形成理论，后来才进行进一步研究，理论形成时间比较晚爆破的主要方面是炸药爆炸时，化学能转化为塌落构件的动能，塌落构件的势能及动能转化为对触地的塌落冲击动能，表现为以塌落冲击振动波的形式对外传播能量。次要方面，炸药爆炸时，爆破能在空气中快速传播，对周围物体产生爆破振动振动波的形态 应力波又称压缩波，波阵面的状态参数变化较慢；作用半径较大；传播速度为岩石中的声速；应力衰减速度较慢；对岩石作用减弱，能引起岩石破坏及残余变形 主要表现为主频低、幅值大、作用时间长，与地震波有一定的相似性危害表现方式 在进行井巷开挖爆破时，主要表现为爆破应力波对软弱或破碎岩体的破坏，如塌方、冒顶等振动产生原理药包爆炸时，化学能转化为热能及高压爆轰气体，再转化为冲击波，后衰减为应力波能，爆炸应力波分表面波和体积波。体积波是岩体爆破时岩体产生破裂的主要能量，而表面波是造成地震破坏的主要原因在进行房屋拆除时，主要表现为塌落振动对周围建筑物及地下构筑物（如地下供水、排污、供气、地下电力、通信管路等）的破坏减振措施 采用低爆速、低密度炸药；合理设计爆破参数；采用不耦合装药和合理的不耦合系数等。传播途径上，采取预裂爆破和开挖减振沟等降振措施 采用柔性垫层（如松散土堆或煤渣、挖池注水等）、开挖沟槽等

文章来源：《当代中国史研究》 网址: http://www.ddzgsyjzz.cn/qikandaodu/2021/0714/617.html