一种紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法技术

本发明专利技术公开了一种紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法，旨在有效将爆破施工中产生的噪音和空气冲击波吸收或阻隔在爆破区，从而减小对非爆破区，也即邻近居民区的影响。该安全施工方法包括准备工作阶段、隧道进洞机械开挖阶段和隧道洞身隔音阻波控制爆破阶段，其中，隧道洞身隔音阻波控制爆破阶段包括爆破作业前需进行爆破参数动态设计、针对初步确定爆破方案进行影响分区评估和爆破方案和影响分区控制措施确定后进行钻爆施工，施工中同步在非爆破区实施现场监测，并根据现场监测得到的冲击波超压、噪音分贝和振速数据及时调整影响分区控制措施三个阶段。及时调整影响分区控制措施三个阶段。及时调整影响分区控制措施三个阶段。

【技术实现步骤摘要】
一种紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法


[0001]本专利技术属于隧道施工
，尤其涉及一种紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法。

技术介绍

[0002]钻爆法作为隧道工程占主流的施工工法，爆破施工时会产生大量的噪音和冲击波，对于近邻居民区的隧道建设，稍有不慎就会造成不良的社会影响，因此如何降低防护钻爆法施工过程中的噪音污染和冲击波破坏效应是目前亟待解决的一个技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法，旨在有效将爆破施工中产生的噪音和空气冲击波吸收或阻隔在爆破区，从而减小对非爆破区，也即邻近居民区的影响。
[0004]为此，本专利技术实施例提供的紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法，包括如下步骤：
[0005]S1、准备工作阶段
[0006]根据建筑物保护等级和人员健康要求确定空气冲击波超压控制值ΔP
控制值
、爆破噪声控制值L
p控制值
和爆破振速控制值V
控制值
；
[0007]S2、隧道进洞机械开挖阶段
[0008]在开挖进洞的一定范围内采用机械开挖的方式，具备门洞建造条件后，及时施作隔音阻波门洞结构(专利申请号:202120715020.2，一种隧道爆破施工隔音阻波门洞结构)；
[0009]S3、隧道洞身隔音阻波控制爆破阶段
[0010]S31、前期施作的隔音阻波门洞结构将隧道分为爆破区和非爆破区，采用微差爆破技术进行隧道开挖，爆破作业前需进行爆破参数动态设计，隧道掌子面每次作业循环进行一次爆破参数动态调整；其中，爆破参数动态设计的具体过程为：爆破作业前首先对隧道掌子面掘进爆破方案进行初步设计，得到设计掏槽段药量Q，然后依据空气冲击波超压预测公式和振速预测公式，计算不同掌子面掘进距离R
掘进
下的掏槽段最大药量Q
max
，当Q＞Q
max
时，重新进行爆破方案的设计，当Q＜Q
max
时，初步确定爆破方案，进入下一步骤；
[0011]S32、针对初步确定爆破方案进行影响分区评估
[0012]依据空气冲击波超压预测公式和振速预测公式，对初步设计的掏槽药量Q和爆心距R条件下的超压值和振速进行预测，并将超压预测值ΔP
预测值
、振速预测值V
预测值
与控制指标ΔP
控制值
、V
控制值
进行比较；其中，
[0013]当ΔP
预测值
≥ΔP
控制值
，V
预测值
≥V
控制值
时，将爆破区划分为严重影响区，此时，需要重新设计爆破方案，减小掏槽段药量，同时在隧道爆破区及时安装隔音阻波台车(专利授权号：ZL 2021 20549379.7，一种钻爆法隧道隔音阻波台车结构)；
[0014]当ΔP
预测值
＜0.8ΔP
控制值
，V
预测值
＜0.8V
控制值
时，将爆破区划分为弱影响区，此时，直接
按照初步确定爆破方案控制爆破；
[0015]当ΔP
预测值
与ΔP
控制值
以及V
预测值
与V
控制值
满足其他条件下，将爆破区划分为轻微影响区，此时，需要在隧道爆破区及时安装隔音阻波台车；
[0016]S33、爆破方案和影响分区控制措施确定后进行钻爆施工，施工中同步在非爆破区实施现场监测，并根据现场监测得到的冲击波超压
△
P
测试值
、噪音分贝L
p测试值
和振速V
测试值
数据及时调整影响分区控制措施；其中，
[0017]当
△
P
测试值
≥ΔP
控制值
，V
测试值
≥V
控制值
，L
p测试值
≥L
p控制值
时，需要缩短隧道内隔音阻波台车与掌子面距离，同时将隔音阻波门洞改为双层隔音阻波结构；
[0018]当ΔP
测试值
＜0.8ΔP
控制值
，V
测试值
＜0.8V
控制值
，L
p测试值
＜0.8L
p控制值
时，直接按照初步确定爆破方案控制爆破；
[0019]当
△
P
测试值
与ΔP
控制值
、V
测试值
与V
控制值
以及L
p测试值
与L
p控制值
满足其他条件时，需要缩短隧道内隔音阻波台车与掌子面距离。
[0020]具体的，在最靠近隧道口的居民区房屋的墙角布置测点，利用爆破测试仪采集震动、空气冲击波和噪音数据。
[0021]具体的，空气冲击波超压预测公式的表达式为：
[0022][0023]其中：Q为掏槽段药量，R为爆心距；
[0024]具体的，振速预测公式的表达式为：
[0025][0026]其中：R为爆心距，Q为掏槽段药量，V为振速，K，α分别为与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
[0027]具体的，空气冲击波超压控制值ΔP
控制值
的数值等于2.0kPa。
[0028]具体的，爆破噪声控制值L
p控制值
的取值针对时间的不同，在夜晚取110分贝，在白天取125分贝。
[0029]具体的，地面建筑物的爆破振动控制值V
控制值
应该结合保护对象类别以及监测点主频率f确定；其中，
[0030]情况一、当保护对象为毛石房屋
[0031]当f≤10Hz时，V
控制值
取值0.15～0.45/
㎝
·
s
‑1；
[0032]当10Hz<f≤50Hz时，V
控制值
取值0.5～0.9/
㎝
·
s
‑1；
[0033]当f>50Hz时，V
控制值
取值0.9～1.5/
㎝
·
s
‑1；
[0034]情况二、当保护对象为民用建筑物
[0035]当f≤10Hz时，V
控制值
取值1.5～2.0/
㎝
·
s
‑1；
[0036]当10Hz<f≤50Hz时，V
控制值
取值2.0～2.5/
㎝
·
s
‑1；
[0037]当f>50Hz时，V
控制值
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧邻居民区隧道爆破噪音与冲击波控制安全施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、准备工作阶段根据建筑物保护等级和人员健康要求确定空气冲击波超压控制值ΔP
控制值
、爆破噪声控制值L
p控制值
和爆破振速控制值V
控制值
；S2、隧道进洞机械开挖阶段在开挖进洞的一定范围内采用机械开挖，具备门洞建造条件后，及时施作隔音阻波门洞结构；S3、隧道洞身隔音阻波控制爆破阶段S31、前期施作的隔音阻波门洞结构将隧道分为爆破区和非爆破区，采用微差爆破技术进行隧道开挖，爆破作业前需进行爆破参数动态设计，隧道掌子面每次作业循环进行一次爆破参数动态调整；其中，爆破参数动态设计的具体过程为：爆破作业前首先对隧道掌子面掘进爆破方案进行初步设计，得到设计掏槽段药量Q，然后依据空气冲击波超压预测公式和振速预测公式，计算不同掌子面掘进距离R
掘进
下的掏槽段最大药量Q
max
，当Q＞Q
max
时，重新进行爆破方案的设计，当Q＜Q
max
时，初步确定爆破方案，进入下一步骤；S32、针对初步确定爆破方案进行影响分区评估依据空气冲击波超压预测公式和振速预测公式，对初步设计的掏槽药量Q和爆心距R条件下的超压值和振速进行预测，并将超压预测值ΔP
预测值
、振速预测值V
预测值
与控制指标ΔP
控制值
、V
控制值
进行比较；其中，当ΔP
预测值
≥ΔP
控制值
，V
预测值
≥V
控制值
时，将爆破区划分为严重影响区，此时，需要重新设计爆破方案，减小掏槽段药量，同时在隧道爆破区及时安装隔音阻波台车；当ΔP
预测值
＜0.8ΔP
控制值
，V
预测值
＜0.8V
控制值
时，将爆破区划分为弱影响区，此时，直接按照初步确定爆破方案控制爆破；当ΔP
预测值
与ΔP
控制值
以及V
预测值
与V
控制值
满足其他条件下，将爆破区划分为轻微影响区，此时，需要在隧道爆破区及时安装隔音阻波台车；S33、爆破方案和影响分区控制措施确定后进行钻爆施工，施工中同步在非爆破区实施现场监测，并根据现场监测得到的冲击波超压
△
P
测试值
、噪音分贝L
p测试值
和振速V
测试值
数据及时调整影响分区控制措施；其中，当
△
P
测试值
≥ΔP
控制值
，V
测试值
≥V
控制值
，L
p测试值
≥L
p控制值
时，需要缩短隧道内隔音阻波台车与掌子面距离，同时将隔音阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王镜越，周贤舜，张学民，孙正茂，伍福寿，胡涛，冯涵，张黎明，田力，袁立，全成，王立川，阳军生，梁源，张磊，吴哨兵，项海燕，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：