隧道爆破如何进行减震？

隧道爆破中，众所周知 掏槽孔药量 是最大的。据减振爆破理论，爆破开挖 最大振速值主要决定于单段最大药量 。基于数码电子雷管 错相减震 原理，通过 孔间微差 精准授时，采取 单孔单响 爆破，从而可以解决了非电毫秒雷管延期爆破单段最大药量难以降低的问题。同时方案设计时，考虑了隧道台阶分部开挖、控制爆破进尺、增加钻眼数量等措施，将爆破振速控制在安全允许阈值范围内。

据《爆破安全规程》（ GB67222014)《爆破安全规程实施手册》等相关规定，确定初步爆破方案,并加强爆破过程中建筑物爆破振动响应的实时监测和数据分析，以适时动态调整爆破参数，达到减震目的。数码电子雷管错相减震的 概念与设计原则 是指在多炮孔起爆时，通过控制炮孔之间的 起爆延时间隔 ，使到达被保护点的 爆炸波主振相错开约半个周期 ，从而降低爆破振动。据波动理论，爆破振动波可认为是由一系列简谐波合成， 经计算可得主振频域内各谐波 半个相位差 的时间最小约为 1 /2f ，其中 f 为主振频率，一般为 10 ～ 60 Hz 。

举一个实例：

选择 隧道上半断面 爆破设计方案为主介绍爆破参数。如下图所示,隧道上台阶 高3.5m ,开挖 断面21 m2 ,设计 循环进尺1.0m , 孔深1.2m ,采用Y-28 凿岩机成孔， 孔径42 mm 。 

掏槽区位于上台阶中部，按“对称、双层、对应,无压抬”原则布置 复式楔形竖向掏槽孔 。共设炮孔113 个，其中： 掏槽孔14个，辅助掏槽孔6个，内圈孔49个，周边孔28个，底板孔16个；周边孔距40 cm，底板孔距 50 cm，孔圈距 50~60 cm ; 抵抗线按孔间距约1.5 倍设置;总 装药量62.6 kg ;装药结构除 周边孔采取间隔装药 外， 其余孔均采取连续装药 ；炮孔 封堵 就地取用红黏土,封堵密实且要求有一定强度，孔内除装药部分全部封堵，封堵长度不小于30 cm。

根据 单孔单响错相减震 原理和相关隧道爆破经验，分别计算各炮孔装药量和数码电子雷管起爆授时，结果如下表所示，其中最大单孔装药量0.7 kg(部分辅助孔和底板孔),平均单耗2.98 kg/m3。

电子雷管错相减震延期优化

据爆破设计方案,1~14#孔为掏槽孔,15~20#孔为辅助掏槽孔，其中14个掏槽孔总延时101 ms,而图3所示 3#测点拾振器从触发至最大振速时刻历时约95 ms。因爆心距较小，可初步判断3# 测点振速超标 主要由1～14# 掏槽孔单孔微差爆破产生的振速波叠加 引起。因此，结合工程实际，为简化现场操作，在单孔装药量保持不变情况下仅调整1~24#孔爆破振动相对较大孔位的电子雷管微差授时。据试爆监测数据，出入口隧道场地爆破振动主频范围 80~ 87Hz ，一个振动周期时长约 11.5~12.5 ms ,相邻炮孔之间爆破振动波形的主振相错开时对应时差为 5.75~6.25 ms 。由上述分析可知，据3#测点拾取的爆破振动波形最大振速对应的历时时长，可适当 减小14 个掏槽孔的起爆时差 ，同时 增加6个辅助掏槽孔的起爆时差 ，控制孔间振动波主振相错开时长接近0.5个周期，从而提高错相减震的实施效果。下表给出了1~20#孔电子雷管授时调整前后数据,其它孔起爆授时同上表。

调整前，波形图：三通道最大值为2.71cm/s

调整后，波形图：三通道最大值为1.39cm/s

在 非电起爆系统 时期， 延期误差 比较大， 爆破振动波易发生叠加， 比较难通过设计延期来减小爆破振动危害。数码电子雷管 错相减震 的效果，受 场地地形 和 地质条件 、 爆心距 、 掏槽孔数量 、 单孔装药量 、 孔间延时 等多个因素影响，当场地条件一定时 掏槽区爆破参数 依然是 降低爆破振动 强度的关键。通过对数码电子雷管精确授时，可实现单孔单响起爆错相减震，大幅度降低爆破振速，为城区复杂环境下硬岩地层地铁工程爆破施工提供了遴选技术路径。

本案例中风化白云岩地层隧道爆破采用14 孔逐孔掏槽、0.6 kg( 里掏槽孔）和0.8 kg( 外掏槽孔）单孔药量、6 ms(掏槽孔）和13 ms( 辅助掏槽孔）孔间延时，为后续逐孔起爆创造了良好临空面,减震效果较好。

数码电子雷管 逐孔爆破参数设计尚无成熟理论方法 。工程实践中，通过现场 试爆 ，采集爆破振动数据，进行信号频谱分析， 基于数码电子雷管错相减震设计原则 ,对电子雷管单孔起爆时差进行精确授时，是实现错相减震的关键环节。           

来源：   川隧