隧道工程作为现代交通和基础设施建设的重要组成部分,在提高区域交通效率、促进经济发展方面发挥着关键作用。然而,隧道开挖过程中的爆破作业可能会产生显著的振动效应,这些振动不仅影响隧道本身的结构安全,还可能对周边环境和建筑物造成损害。因此,对隧道开挖爆破掘进过程中的振动进行监测,对于确保工程安全、优化爆破参数、保护环境和减少对周围社区的影响至关重要。
为了确保隧道结构的安全,需要在隧道内合理布设测点。测点数目要足够多,以便有足够的数据分析地面震动传播的衰减规律以及和爆心距等参数的关系。应考虑不同地貌、地质条件的影响,便于了解分析这些因素条件对爆破震动效应的影响规律。测点数目及布设可根据实际情况进行调整。
1、波形分析
爆破振动波形的特征是短间隔多次振动,因为一次爆破通常都是分段起爆,每段爆破将根据药量和爆破条件的变化(如夹制条件、炮孔分散性、装药结构等不同)而产生不同的振动峰值,因此在波形分析中根据不同时刻的峰值变化,首先将不同起爆段分别对应的峰值振速查找出,这样一次爆破测振可获得更多的比例距离条件下的峰值振速信息,增加了振动数据统计分析的可靠性、准确性,也提高了振动测试的效率。
2、主振频率
现今振动测试仪配套软件中都已带有FFT分析工具软件,今后需要提供小波分析、HHT分析等多种分析方法,选取所关心的振动波形段进行频谱分析是测试结果分析的重要部分,频谱分析需要作统一规定。
3、振动持续时间
爆破振动持续时间分为一段振波持续时间和全部爆破振动持续时间。一段振波可分成主振段和尾振段。从初至波到幅值衰减到A=Amax/e以为主振波,主振波历时为段振波持续时间,根据段振波持续时间可确定合理微差起爆间隔时间,可分析介质的阻尼特征等。全部爆破振动持续时间指振动波初始到结束的持续时间,大多数情况下对全部爆破振动持续时间并不关心,但它也是反应爆破振动强弱的重要指标之一,在考虑振动疲劳破坏时有一定意义。
4、地震波传播速度(Vw)
利用地震波波形时标,可以读出振波初至该测点的时刻,计算出不同测点初至波的时差(tW=tB-tA),以及不同测点至爆源的距离差(RW=RB-RA),地震波波速VW=RW/tW。当测点距离太近时,由于时差太小,若采样频率过低,地震波波速计算精度低、误差大。因此需作波速计算时应使两点间距加大,并且保证两测点同时触发记录。
通过爆破测振仪,对爆破振动效应进行实时监测,对爆破实验产生的数据进行深入分析,进一步优化调整了爆破参数。同时,采取控制掘进进尺、控制单段最大装药量、多次分批引爆以及分台阶分部小导洞掘进等措施,从而将爆破振动效应控制在较低的水平,保障周围环境和建筑物的安全。