CN109186386B - 一种隧道内爆破噪声和震动消减装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道内爆破噪声和震动消减装置及方法，设置于爆破炮孔内，包括震动消减层、噪声消减层、间隔层和封口塞，震动消减层为一端开口的弹性件，其内填充有空气，包裹在噪声消减层外侧，所述噪声消减层内置有吸声材料，且噪声消减层也具有一开口，与震动消减层的开口同一朝向，所述噪声消减层的开口处设置有封堵所述开口的封口塞，封口塞包括多层吸声材料，噪声消减层内设置有容纳炸药的空间，且所述空间内设置有若干间隔层。本发明能够消减隧道爆破施工时产生的噪声和震动，减轻噪声和震动对周边环境的危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道内爆破噪声和震动消减装置及方法。
背景技术
目前，隧道施工主要采用钻爆法、盾构法和掘进机法三种主要方法。其中，钻爆法是通过钻孔、填装炸药、爆破的方式开挖隧道，由于其开挖成本低、适应性强，是国内外常用的隧道开挖方法。然而，爆破震动对已开挖隧道围岩、地表及其他建筑物存在较大的危害，容易加剧开挖隧道围岩变形，造成围岩失稳，还可能因爆破施工不当引起路面沉降或者建筑物坍塌，造成巨大的经济损失。此外，由于隧道内空间相对密闭狭小，爆破施工会产生较大的噪声，长期接触强烈的噪声，将对施工人员健康产生较大危害。因此，如何在隧道爆破施工时采取有效措施进行噪声及震动消减，是尚待解决的一个技术难题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种隧道内爆破噪声和震动消减装置及方法，本发明解决了隧道爆破施工时噪声强烈损害施工人员健康以及震动过大危害周边环境安全等诸多问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种隧道内爆破噪声和震动消减装置，设置于爆破炮孔内，包括震动消减层、噪声消减层、间隔层和封口塞，所述震动消减层为一端开口的弹性件，其内填充有空气，包裹在噪声消减层外侧，所述噪声消减层内置有吸声材料，且噪声消减层也具有一开口，与震动消减层的开口同一朝向，所述噪声消减层的开口处设置有封堵所述开口的封口塞，所述封口塞包括多层吸声材料，所述噪声消减层内设置有容纳炸药的空间，且所述空间内设置有若干间隔层。
作为进一步限定，所述间隔层间隔布设，每个间隔层之间设置炸药，以减缓爆破时震动。
作为进一步限定，所述震动消减层为中空筒状结构，且其内层设置有噪声消减层。
作为进一步限定，所述噪声消减层采用具有一定弹性的吸声材料。
作为进一步限定，所述震动消减层的长度与炮孔长度相适配，其直径与炮孔直径相适配。
作为进一步限定，所述噪声消减层以无机纤维和泡沫塑料作为吸声材料，噪声消减层可分为四个单层，由两种材料间隔排列，以增强降噪效果。
作为进一步限定，所述震动消减层为橡胶材质，能够产生一定量的变形以保证装置和炮孔及炸药紧密接触，厚度应小于1mm，以免材料过厚影响爆破效果。
作为进一步限定，所述震动消减层以弹性材料密封一定厚度的空气，能够在爆破时消减震动，空气层厚度根据隧道爆破采用的不耦合系数确定。
作为进一步限定，所述空气间隔层为弹性材料，具有一定厚度的空气，采用圆柱状结构，空气间隔层的外径大于等于所述噪声消减层的内径，以保证二者结合紧密。
作为进一步限定，所述封口塞为圆柱状，外径略大于等于所述噪声消减层的内径，包含多层间隔设置的无机纤维和泡沫塑料，防止噪声从炮孔口逸出。
基于上述装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：首先向爆破噪声及震动消减装置内装填一定数量的空气间隔层，间隔层与封堵端接触，随后装填一定长度的炸药，而后再次向装置内装填空气间隔层，炸药与噪声消减层的吸声材料紧密接触；
步骤2：重复步骤1，直到将所有炸药装填进装置内，空气间隔层个数根据炮孔长度选择；
步骤3：用封口塞将装置密封，随后将整个装置装填入炮孔内，完成单个炮孔的炸药装填，震动消减层由弹性材料密封，与炮孔壁结合紧密；
步骤4：重复步骤1-3，完成整个隧道掌子面所有炮孔的爆破炸药布设。
作为进一步限定，间隔层累计长度为炸药段和空气隔层总长度的30～42％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用隧道爆破噪声和震动消减装置，通过吸声材料和空气间隔层对隧道施工爆破产生的噪声和震动进行消减，装置装填于炮孔内，从根源上隔离了噪声和震动源，避免了噪声和震动外泄对周边环境产生影响。本发明降低了噪声的强烈程度，减少了施工人员的噪声接收量，保证了人员的身体健康。此外，本发明消减了爆破产生的震动及其对已开挖隧道围岩、地表及其他建筑物等周边环境的危害，降低了围岩失稳、路面沉降以及建筑物坍塌的概率，避免了经济损失。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的结构组成示意图。
其中，1.隧道爆破噪声和震动消减装置，2.噪声消减层，3.震动消减层，4.空气间隔层，5.封口塞，6.弹性材料，7.炸药，8.爆破炮孔，9.隧道掌子面；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种隧道内爆破噪声和震动消减装置，包括噪声消减层、震动消减层、空气间隔层和封口塞，其中：
装置设置于爆破炮孔内，包括震动消减层、噪声消减层、间隔层和封口塞，所述震动消减层为一端开口的弹性件，其内填充有空气，包裹在噪声消减层外侧，所述噪声消减层内置有吸声材料，且噪声消减层也具有一开口，与震动消减层的开口同一朝向，所述噪声消减层的开口处设置有封堵所述开口的封口塞，所述封口塞包括多层吸声材料，所述噪声消减层内设置有容纳炸药的空间，且所述空间内设置有若干间隔层。
间隔层间隔布设，每个间隔层之间设置炸药，以减缓爆破时震动。
震动消减层为中空筒状结构，且其内层设置有噪声消减层。
噪声消减层采用具有一定弹性的吸声材料。
震动消减层的长度与炮孔长度相适配，其直径与炮孔直径相适配。
噪声消减层以无机纤维和泡沫塑料作为吸声材料，噪声消减层可分为四个单层，由两种材料间隔排列，以增强降噪效果。
震动消减层为橡胶材质，能够产生一定量的变形以保证装置和炮孔及炸药紧密接触，厚度应小于1mm，以免材料过厚影响爆破效果。
震动消减层以弹性材料密封一定厚度的空气，能够在爆破时消减震动，空气层厚度根据隧道爆破采用的不耦合系数确定。
空气间隔层为弹性材料，具有一定厚度的空气，采用圆柱状结构，空气间隔层的外径大于等于所述噪声消减层的内径，以保证二者结合紧密。
封口塞为圆柱状，外径略大于等于所述噪声消减层的内径，包含多层间隔设置的无机纤维和泡沫塑料，防止噪声从炮孔口逸出。
一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：首先向爆破噪声及震动消减装置(1)内装填一定数量的空气间隔层(4)，间隔层(4)与封堵端接触，随后装填一定长度的炸药(7)，而后再次向装置内装填空气间隔层(4)，炸药(7)与噪声消减层(2)的吸声材料紧密接触；
步骤2：重复步骤1，直到将所有炸药(7)装填进装置内，空气间隔层(4)个数根据炮孔(8)长度选择；
步骤3：用封口塞(5)将装置(1)密封，随后将整个装置(1)装填入炮孔(8)内，完成单个炮孔(8)的炸药装填，震动消减层(3)由弹性材料(6)密封，与炮孔(8)壁结合紧密；
步骤4：重复步骤1-3，完成整个隧道掌子面(9)所有炮孔的爆破炸药布设。
作为进一步限定，间隔层(4)累计长度为炸药段(7)和空气隔层(4)总长度的30～42％。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，该方法基于一种隧道内爆破噪声和震动消减装置，该装置是：设置于爆破炮孔内，包括震动消减层、噪声消减层、空气间隔层和封口塞，所述震动消减层为一端开口的弹性件，所述震动消减层内填充有空气，包裹在噪声消减层外侧，所述噪声消减层内置有吸声材料，且噪声消减层也具有一开口，与震动消减层的开口同一朝向，所述噪声消减层的开口处设置有封堵所述开口的封口塞，所述封口塞包括多层吸声材料，所述噪声消减层内设置有容纳炸药的空间，且所述空间内设置有若干空气间隔层；其特征是：包括以下步骤：
步骤1：首先爆破噪声和震动消减装置内装填一定数量的空气间隔层，空气间隔层与封堵端接触，随后装填一定长度的炸药，而后再次向装置内装填空气间隔层，炸药与噪声消减层的吸声材料紧密接触；
步骤2：重复步骤1，直到将所有炸药装填进装置内，空气间隔层个数根据炮孔长度选择；
步骤3：用封口塞将装置密封，随后将整个装置装填入炮孔内，完成单个炮孔的炸药装填，震动消减层由弹性材料密封，与炮孔壁结合紧密；
步骤4：重复步骤1-3，完成整个隧道掌子面所有炮孔的爆破炸药布设。
2.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述空气间隔层间隔布设，每个空气间隔层之间设置炸药，以减缓爆破时震动。
3.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述震动消减层为中空筒状结构，且其长度与炮孔长度相适配，其直径与炮孔直径相适配。
4.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述噪声消减层采用具有一定弹性的吸声材料。
5.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述噪声消减层以无机纤维和泡沫塑料作为吸声材料，噪声消减层分为四个单层，由两种材料间隔排列。
6.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述震动消减层以弹性材料密封一定厚度的空气，能够在爆破时消减震动，空气层厚度根据隧道爆破采用的不耦合系数确定。
7.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述空气间隔层为弹性材料，具有一定厚度的空气，采用圆柱状结构，空气间隔层的外径大于等于所述噪声消减层的内径，以保证二者结合紧密。
8.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：所述封口塞为圆柱状，外径大于等于所述噪声消减层的内径，包含多层间隔设置的无机纤维和泡沫塑料，防止噪声从炮孔口逸出。
9.如权利要求1所述的一种隧道内爆破噪声和震动消减装置的工作方法，其特征是：空气间隔层累计长度为炸药段和空气间隔层两者总长度的30～42％。
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