爆破施工对地下洞室群的影响研究

冯华涛

云南省昆明市430033

摘要：随着社会经济的发展和城市化进程的加速，地下空间的开发和利用越来越受到人们的关注。地下洞室群作为地下空间开发的重要组成部分，其施工和利用对城市建设和经济发展具有重要意义。然而，爆破施工对地下洞室群的影响也是不可忽视的。因此，研究爆破施工对地下洞室群的影响，对于保障施工安全、保护生态环境和提高社会效益具有重要意义。

关键词：爆破施工；地下洞室群；影响研究

1地下洞室群的功能和作用

地下洞室群在工程实践中具有重要的功能和作用。首先，地下洞室群能够有效地解决土地资源紧缺的问题，通过利用地下空间，可以实现土地资源的最大化利用。例如，在城市中心区域，地下商场、停车场和地铁等设施的建设可以缓解地面交通压力，同时也提供了大量的停车和交通换乘空间。其次，地下洞室群可以提高工程的安全性和稳定性。地下洞室群的建设通常采用岩石等地质材料，具有良好的抗压和抗拉性能，能够承受较大的压力和拉力，从而提高了工程的安全性和稳定性。此外，地下洞室群还可以作为存储设施，如水窖、油库等，为人们的生产和生活提供重要的物资保障。在水利工程中，地下洞室群可以作为水库、水电站等设施的重要组成部分，为解决水资源短缺和能源危机提供有效的解决方案。

2爆破施工对地下洞室群的影响分析

2.1爆破施工对地下洞室群的结构影响

首先，爆破施工产生的冲击波和应力波会对地下洞室群的结构造成直接冲击，可能导致洞室围岩的破裂、崩塌和洞室顶部的塌落。据相关研究，爆破施工引起的瞬间振动速度和加速度峰值，如果超过围岩的极限承受能力，将导致围岩产生裂缝或局部崩落。其次，爆破施工中的爆炸气体膨胀和冲击将导致洞室群围岩的应力状态发生变化，进而影响其稳定性。例如，某地下矿山的爆破施工过程中，实测到洞室周围的岩石应力波动，最大应力增加了30%，最小应力减少了20%，这种应力变化对围岩的长期稳定性产生了显著影响。此外，长期多次的爆破施工会对地下洞室群的围岩产生疲劳损伤效应，导致围岩的强度和稳定性逐渐降低。为了减轻这种影响，可以采用数值分析模型对爆破施工引起的围岩应力场进行模拟分析，预测围岩的稳定性，并优化爆破参数和施工方法。

2.2爆破施工对地下洞室群的稳定性影响

首先，爆破施工产生的冲击波和应力波会对地下洞室群的结构造成影响，可能导致洞室围岩的破裂、塌落等问题。其次，爆破施工中的钻孔、装药、起爆等环节也可能对地下洞室群的稳定性造成影响，例如钻孔的位置、深度、角度等参数不合理，装药量过多或过少，起爆方式不当等都可能引发洞室围岩的失稳。此外，地下洞室群所处的地质环境也是影响其稳定性的重要因素，例如岩体的地质构造、节理裂隙、地下水分布等都会对洞室围岩的稳定性产生影响。因此，在爆破施工过程中，需要采取一系列的措施来确保地下洞室群的稳定性。例如，采用先进的爆破技术、合理的钻孔和装药方案、科学的起爆方式等，同时加强地质勘察和监测工作，及时发现和处理不稳定区域。

2.3爆破施工对地下洞室群的生态环境影响

爆破施工对地下洞室群生态环境的影响不容忽视。地下洞室群的爆破施工可能导致周边土壤、水和空气的污染。土壤污染主要来源于施工过程中的废土和废石，这些废弃物可能含有有害物质，如重金属和放射性物质，长期滞留在土壤中会严重破坏土壤生态平衡。水体污染则主要来源于施工过程中的工业废水和生活污水，这些污水未经处理直接排入河流湖泊，会对水生生物和人类健康造成严重影响。空气污染则主要来源于施工过程中的粉尘和废气，这些污染物在大气中形成雾霾，严重影响空气质量。

3爆破施工对地下洞室群的防护措施研究

3.1地下洞室群的施工安全防护措施

在爆破施工过程中，地下洞室群的安全防护至关重要。由于地下洞室群的结构复杂性和地质不确定性，施工安全防护措施的实施显得尤为重要。首先，应进行详细的地质勘察和工程设计，充分了解地下洞室群的地质条件和结构特点，为施工安全提供基础数据支持。同时，要采用先进的施工技术和设备，提高施工效率和安全性，减少施工风险。其次，应加强施工现场的安全管理，制定完善的安全管理制度和操作规程，确保施工人员的安全意识和操作技能得到有效提高。此外，应定期进行安全检查和评估，及时发现和消除安全隐患，确保施工过程的安全可控。最后，应加强应急预案的制定和演练，提高应对突发事件的快速反应能力，最大程度地减少人员伤亡和财产损失。

在地下洞室群的施工安全防护措施中，可以采用多种分析模型和方法来评估施工安全风险。例如，可以采用风险矩阵法对地下洞室群的施工安全风险进行评估和分类，确定各风险因素的概率和影响程度，为制定相应的安全措施提供依据。同时，可以采用数值模拟方法对地下洞室群的施工过程进行模拟和分析，预测施工过程中的应力、应变和位移等参数，为优化施工方案和提高安全性提供技术支持。此外，还可以采用专家评估方法，邀请相关领域的专家对地下洞室群的施工安全进行评估和指导，提出相应的安全建议和改进措施。

在实践中，一些著名的工程案例也为我们提供了宝贵的经验教训。例如，某大型水利工程在地下洞室群施工过程中，采用了多种安全防护措施，包括加强地质勘察、优化施工方案、采用先进的施工设备和技术、加强施工现场安全管理等。这些措施的实施有效地提高了施工安全性，降低了安全风险。此外，该工程还制定了完善的应急预案，成功应对了一次坍塌事件，避免了人员伤亡和重大财产损失。

3.2地下洞室群的施工环境保护措施

在爆破施工过程中，地下洞室群的环境保护至关重要。由于地下洞室群施工往往伴随着爆破作业，因此，采取有效的环境保护措施尤为关键。这些措施包括但不限于控制爆破震动的强度和频率、减少粉尘和废气的排放、降低噪声污染等。例如，在某地下洞室群施工中，采用了低震级爆破技术和减震措施，成功将爆破震动速度控制在安全范围内，有效减少了施工对周围环境的影响。同时，采用喷雾降尘装置和净化设施，显著降低了粉尘和废气的排放。在噪声控制方面，通过合理安排施工时间、采用低噪声设备和隔音措施，将噪声污染降至最低。

3.3地下洞室群的施工社会影响控制措施

首先，要充分了解地下洞室群施工对周边居民的影响。施工过程中可能会产生噪音、粉尘和振动等污染，影响周边居民的生活质量。因此，应采取有效的控制措施，如设置隔音墙、定期洒水降尘和合理安排施工时间等，以减少对周边居民的影响。其次，要关注地下洞室群施工对当地经济发展的影响。施工过程中可能会占用当地资源、影响交通和旅游等产业的发展。因此，应采取合理的资源利用和补偿措施，如优化施工方案、合理使用当地资源、给予当地经济补偿等，以促进当地经济的可持续发展。此外，要重视地下洞室群施工对生态环境的影响。施工过程中可能会破坏生态环境、造成水土流失等问题。因此，应采取有效的生态保护措施，如设置生态保护区、定期绿化和加强水土保持等，以保护生态环境。

结语：

地下洞室群爆破施工是一个复杂且具有挑战性的过程，对环境和生态系统的影响较大。为了降低施工过程中的环境影响，需要从多方面入手，包括加强环境保护措施、施工安全防护措施以及社会影响控制措施。通过实施这些措施，我们可以在保障施工安全、降低环境影响的同时，促进我国地下洞室群施工技术的不断发展和完善。

参考文献：

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[2]陈俊桦，张家生，李新平.大型地下洞室开挖爆破破坏影响范围［J］.中南大学学报（自然科学版），2016，47（11）：3808-3817.