CN107227805A

CN107227805A - 地下减振墙的建造方法

Info

Publication number: CN107227805A
Application number: CN201710592324.2A
Authority: CN
Inventors: 陈明; 邓珂; 卢文波; 严鹏; 王高辉
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2017-10-03

Abstract

本发明公开了一种地下减振墙的建造方法，适用于市政、水利水电、矿山等工程领域的爆破施工，本发明方案如下：首先，根据被保护对象的抗震要求设计减振沟槽；沿着沟槽轮廓钻设两排预裂孔和一排主爆孔进行爆破开挖，形成充填破碎岩块的沟槽；然后，将泡沫材料注入沟槽中以充填岩块空隙，从而形成以泡沫材料与破碎岩块混合物为主体的地下减振墙。相比于传统的减震沟，本发明中泡沫与破碎岩块构成的混合物的可压缩性更强，较低的波阻抗使地震波在减振墙处发生大量的反射和绕射，削弱了透射波能量，降低爆破振动对保护对象的影响，并维持沟槽两侧岩体的稳定性；同时，由于减振墙中泡沫材料的不透水性，可降低地下水对被保护对象安全的影响。

Description

地下减振墙的建造方法

技术领域

本发明涉及爆破防护工程领域，具体涉及一种地下减振墙的建造方法。

背景技术

随着世界范围内城市现代化进程的加快，拆除爆破技术因其高效经济的优点而得以广泛应用。在人口稠密、建筑物林立的市区内进行拆除爆破时，爆破产生的地震动和建筑物塌落触地振动对周边建筑和其他设施造成的危害不容忽视。现有的控制爆破振动的措施主要从爆源处和传播途径上入手，常用的措施为开挖减震沟。但地震波的传播特性与其传播介质紧密相关，当爆破振动通过传播介质时，传播介质不同的原结构特性将会导致其动态响应在相应持续时间、频谱、响应的衰减特性上有较大差异。一般来说，减震沟可消除30%至70%的地震波能量，但当遇到含水量大的介质时，减震沟的减振效果将大大减弱。为了更好的保护近距离建筑物和设备的安全，适用于多种地质条件的防护措施亟待提出。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种地下减振墙的建造方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种地下减振墙的建造方法，其特征在于：

沿着沟槽轮廓钻设两排预裂孔和一排主爆孔进行爆破开挖形成破碎岩块充填的沟槽，然后将准备好的泡沫材料注入沟槽中以充填破碎岩块的空隙，使泡沫材料和破碎岩块共同构成满足抗震要求的减振墙。

上述地下减振墙的建造方法，具体实现如下：

步骤1，根据被保护对象的抗震要求，在震源和被保护对象之间布设减振沟槽并测量放线，减振沟槽的设计长度、宽度及厚度在达到防震要求的基础上力求经济安全；

步骤2，沿沟槽轮廓的近震源侧、近保护对象侧长度方向各钻设一排预裂孔，在这两排预裂孔中间钻设一排主爆孔，按照爆破网络设计要求连接各雷管并确认起爆网络安全，依次起爆近震源侧预裂孔、近保护对象侧预裂孔和主爆孔；爆破完成后，形成充填破碎岩块的沟槽；

步骤3，采用注浆设备向开挖形成的沟槽内充填泡沫材料，最终形成以破碎岩块与泡沫材料为混合充填物的地下减振墙。

上述地下减振墙的建造方法，所述主爆孔孔深超过预裂孔孔深1m~2m，装药结构采用分段装药，孔内分3~5段，每段采用不同段别的延时雷管以达到逐层起爆、逐层破碎抛掷岩块的目的。

上述地下减振墙的建造方法，所述预裂孔孔深5~30m，孔距0.6~1m，排距根据沟槽的宽度设置为1~3m。

上述地下减振墙的建造方法，所述泡沫材料采用密度低于1500kg/m³、弹性模量在700MPa以下的可降解泡沫材料。

本发明的原理是，在被保护对象和震源之间设计一定尺寸的减振沟槽，沿沟槽轮廓钻设两排预裂孔和一排主爆孔。依次起爆近爆源侧预裂孔、近保护对象侧和主爆孔。主爆孔采用分段装药的方式，利用延时雷管使得更多的岩块碎屑可以抛掷出减振墙。随后向开挖好的沟槽中注入泡沫材料，构成岩块和泡沫材料为混合充填物的减振墙。相比于传统的空气和水，减振墙内泡沫充填物密度小、弹性模量低、变形能力强。当地震波传播至减振墙时，将发生反射、绕射、相干、叠加等效应。由于减振墙中充填物的波阻抗远小于岩体的波阻抗，在减振墙处将发生全反射或少量透射，地震波能量被大量吸收，地震波衰减加速，峰值振速和主振频率明显减小。故减振墙对爆破振动和塌落振动造成的地震波阻隔和干扰效果明显，对周围有用的建筑物和设施保护效果显著。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、减振墙中充填的泡沫材料，较传统的水、空气来说，可压缩性能强，波阻抗较小，使得地震波在减振墙处大部分能量被反射，透射能量较少，加速了地震波的衰减。

2、主爆孔采用分段装药，利用雷管延时作用将尽可能多的破碎岩块抛掷出减振墙，既增大了岩块的破碎率又减少了人工开挖的成本。

3、若减振墙内充填可降解复合泡沫材料，当一定时间过后，其可以自动降解，环保安全。

4、减振墙具有抗冲击、不透水、可压缩等性能，适用于各种地质环境中。

附图说明

图1为地下减振墙整体布局示意图；

图2为地下减振墙炮孔布置示意图；

图3为主爆孔装药示意图。

图中，1为震源，2为地下减振墙，3为泡沫材料，4为被保护对象，5为近震源侧预裂孔，6为近保护对象侧预裂孔，7为主爆孔，8为主爆孔堵塞段，9为主爆孔装药段。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

本发明地下减振墙整体布局示意图如图1所示，减振墙2位于震源1和被保护对象4之间。图2为减振墙炮孔布置示意图，沿设计沟槽长度方向钻设两排预裂孔5、6，一排主爆孔7。如图3所示，主爆孔7采用分段装药方式，包括堵塞段8和装药段9。爆破完成后，向残留破碎岩块的沟槽内充填泡沫材料3，最终形成地下减振墙结构2。

本发明是一种地下减振墙的建造方法，具体包括如下步骤：

（1）根据震源处的施工方案和被保护对象的抗震要求，在一定距离处布设减振沟槽并测量放线。

（2）沿沟槽轮廓钻设两排预裂孔，中间钻设一排主爆孔，按照爆破网络设计要求连接各雷管并确认起爆网络安全，依次起爆近震源侧预裂孔、近保护对象侧预裂孔和主爆孔。爆破完成后，形成破碎岩块充填的沟槽。

（3）利用注浆设备向开挖形成的沟槽内充填泡沫材料，最终形成破碎岩块与泡沫材料为混合充填物的地下减振墙。

实施例1

在某小型建筑拆除爆破工程中进行地下减振墙减震效果试验。选择建筑物周边较为平整的场地，距震源10m处设置长15m、宽3m、深10m的减振沟槽。沿减振沟槽长度方向布置两排预裂孔，排距3m，孔距1m，孔深11m，堵塞段长度1.5m，孔内采用φ32mm药卷进行常规装药。在两排预裂孔中间钻设一排主爆孔，孔距4m，孔深12m，堵塞段长度1.8m，孔内采用φ70mm药卷分3段装药，由上至下依次采用MS1、MS3、MS5毫秒延时雷管。采用聚氨酯泡沫塑料作为充填物。由震源处每隔6m，设置一个测点，共设置3个测点。测点处采用中科测控TC-4850爆破振动智能监测仪进行振速监测。

具体步骤如下：

1、测量放线：按照减振墙的设计方案在试验场地处进行测量放线。

2、钻孔：沿着减振沟槽长度方向，钻设两排预裂孔和一排主爆孔。

3、联网与起爆：按照先起爆近震源侧预裂孔再起爆近保护对象侧预裂孔，最后起爆主爆孔的顺序连接成爆破网络后，在确认网络安全及警戒范围内人员设备撤离之后，起爆整个爆破网络，形成破碎岩块充填的减振沟槽。

4、灌注泡沫材料：利用注浆设备向充填破碎岩块的减振沟槽中注入泡沫材料，使泡沫材料充填岩块孔隙中，最终形成以破碎岩块与泡沫材料的混合物的地下减振墙。

5、减振效果检测：按照预期要求进行爆破拆除，利用振动测试仪器获得各测点振动速度值，比较分析地下减振墙的减振效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种地下减振墙的建造方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种地下减振墙的建造方法，其特征在于：

所述建造方法具体实现如下：步骤1，根据被保护对象的抗震要求，在震源和被保护对象之间布设减振沟槽并测量放线，减振沟槽的设计长度、宽度及厚度在达到防震要求的基础上力求经济安全；步骤2，沿沟槽轮廓的近震源侧、近保护对象侧长度方向各钻设一排预裂孔，在这两排预裂孔中间钻设一排主爆孔，按照爆破网络设计要求连接各雷管并确认起爆网络安全，依次起爆近震源侧预裂孔、近保护对象侧预裂孔和主爆孔；爆破完成后，形成充填破碎岩块的沟槽；步骤3，利用注浆设备向开挖形成的沟槽内充填泡沫材料，最终形成以破碎岩块与泡沫材料为混合充填物的地下减振墙。

3.根据权利要求1或2所述的地下减振墙的建造方法，其特征在于：

所述主爆孔孔深超过预裂孔孔深1m～2m，装药结构采用分段装药，孔内分3～5段，每段采用不同段别的延时雷管以达到逐层起爆、逐层破碎抛掷岩块的目的。

4.如权利要求1或2所述的地下减振墙的建造方法，其特征在于：

所述预裂孔孔深5～30m，孔距0.6～1m，排距根据沟槽的宽度设置为1～3m。

5.如权利要求1或2所述的地下减振墙的建造方法，其特征在于：

所述泡沫材料采用密度低于1500kg/m³、弹性模量在700MPa以下的可降解泡沫材料。