预裂爆破震动对边坡的影响

预裂爆破震动对边坡的影响

1廖雪葵，2何松，3范国强

（新疆中岩恒泰爆破工程有限公司，新疆 阿克苏，843000）

摘要：本文研究了新疆拜城县齐克勒克煤矿火区治理项目中预裂爆破震动对边坡稳定性的影响。通过对底板和顶板边坡的岩层结构、破坏模式及震动效应的分析，揭示了预裂爆破震动对边坡稳定性的潜在威胁。文章提出了基于精确控制爆破参数、引入先进监测技术、制定针对性加固措施和加强施工管理等优化策略，旨在降低预裂爆破震动对边坡稳定性的影响，确保火区治理过程中的边坡安全。本研究不仅为类似工程提供了理论依据和技术支持，也为边坡稳定性控制提供了新的思路和方法。

关键词：预裂爆破；震动效应；边坡稳定性；优化策略；监测技术

引言：新疆拜城县齐克勒克煤矿的火区治理项目面临底板和顶板边坡稳定性的重大挑战。预裂爆破作为火区治理的重要手段，其产生的震动效应对边坡稳定性具有显著影响。本文旨在探讨预裂爆破震动对边坡稳定性的影响机制，并通过分析边坡的岩层结构、破坏模式及震动效应，提出有效的优化策略，为火区治理过程中的边坡稳定性控制提供科学依据和技术支持。

一、工程概况

本工程位于新疆拜城县齐克勒克煤矿，涉及火区治理项目，特别关注底板和顶板边坡的稳定性问题。底板边坡主要由粉砂岩、含砾粗砂岩等互层结构组成，岩层倾角较大，约为60°-85°。其破坏模式多样，其中溃屈破坏尤为显著，对边坡稳定性构成严重威胁。顶板边坡则主要由砾岩、粗砂岩等构成，上部山体陡峻，同样面临圆弧型滑坡、折面型滑坡等多种破坏风险。在火区治理过程中，预裂爆破作为一种常见的施工手段，其震动效应对边坡稳定性的影响不容忽视。鉴于边坡的复杂性和火区治理的紧迫性，工程团队需综合考虑岩层结构、岩性、风化程度等多因素，设计合理的边坡形态和支护方案。同时，制定严格的边坡监测和安全措施，确保施工过程中的边坡稳定。通过科学的施工管理和技术应用，本工程旨在实现火区的有效治理，同时确保边坡的稳定和安全。

二、预裂爆破震动对边坡的影响

2.1 震动波的传播与边坡岩层的响应

预裂爆破作为一种岩石破碎技术，在矿山开采和边坡治理中广泛应用。然而，爆破过程中产生的震动波对边坡稳定性具有显著影响[1]。震动波在岩体中传播时，其能量随着距离的增加而逐渐衰减，但即使衰减后的震动波仍可能对边坡的岩层结构产生扰动。这种扰动会导致岩层内部的应力重新分布，对于已经处于临界稳定状态的边坡来说，这种应力变化可能触发岩层的滑移或失稳。特别是对于新疆拜城县齐克勒克煤矿这种岩层倾角较大的边坡，震动波的传播和响应更为复杂，需要特别关注。在预裂爆破过程中，震动波的传播不仅受到岩层结构、岩性、风化程度等地质条件的影响，还受到爆破参数如炸药量、药包间距、起爆顺序等的控制。

2.2 边坡岩层的破坏模式与震动效应

预裂爆破震动对边坡岩层的破坏模式具有重要影响。在震动波的作用下，岩层中的裂缝和节理可能得到扩展和贯通，导致岩层的整体强度降低。对于底板边坡来说，由于岩层倾角较大且存在溃屈破坏的风险，震动效应可能加剧岩层的失稳过程。对于顶板边坡而言，震动波可能导致上部山体的松动和滑坡风险的增加。此外，震动波还可能引起边坡岩层的液化现象。在震动波的作用下，岩层中的颗粒可能发生相对位移和重新排列，导致岩层的密度和强度降低。当震动波的能量足够大时，岩层可能呈现出类似液体的流动特性，进一步加剧边坡的失稳过程。

2.3 震动效应对边坡稳定性评价的影响

预裂爆破震动效应对边坡稳定性评价具有重要影响。在边坡稳定性分析中，通常需要考虑岩层的物理力学性质、地质结构、地下水条件等多种因素。然而，震动效应作为一种动态荷载作用在边坡上，会对岩层的物理力学性质产生瞬时和长期的影响。同时，震动效应还可能改变边坡的破坏模式和失稳机制。在震动波的作用下，边坡的破坏可能由静态的滑动或倾倒转变为动态的崩塌或滑坡。这种破坏模式的转变会对边坡的稳定性产生更大的威胁。因此，在进行边坡稳定性评价时，需要特别关注震动效应对破坏模式和失稳机制的影响，采取相应的加固措施来提高边坡的稳定性。

2.4 震动效应与边坡治理策略的优化

针对预裂爆破震动对边坡稳定性的影响，需要制定相应的治理策略来优化边坡的稳定性。首先，可以通过优化爆破参数来减小震动波的能量和频率，降低对边坡稳定性的影响。其次，可以采取加固措施来提高边坡的承载能力，如设置抗滑桩、加固锚杆等。此外，还可以采用监测手段对边坡进行实时监测和预警，及时发现和处理边坡失稳的风险。在治理策略的制定过程中，需要综合考虑边坡的地质条件、破坏模式、震动效应等多种因素。通过科学分析和合理设计，可以制定出既经济又有效的边坡治理方案，确保边坡的稳定和安全[2]。

三、基于预裂爆破震动对边坡影响的优化策略

3.1 精确控制爆破参数以减小震动效应

为了减小预裂爆破对边坡稳定性的不利影响，必须精确控制爆破参数。这包括炸药量、药包间距、起爆顺序等关键因素的优化。通过科学的计算和实验，可以确定最佳的炸药量和药包间距，以在达到岩石破碎效果的同时，将震动波的能量和频率控制在较低水平。同时，合理的起爆顺序设计可以使得震动波在边坡中的传播更为均匀，避免局部应力集中，进一步降低震动效应对边坡稳定性的影响。

3.2 引入先进的监测技术以实时评估边坡稳定性

在预裂爆破过程中，引入先进的监测技术可以实时评估边坡的稳定性，及时发现和处理潜在的失稳风险。这些监测技术包括位移监测、应力监测、震动监测等多种手段。通过实时监测边坡的位移、应力和震动情况，可以准确判断边坡的稳定性状态，为制定针对性的治理措施提供依据。

在监测技术的选择上，需要综合考虑边坡的复杂性和监测精度的要求。对于新疆拜城县齐克勒克煤矿这种岩层倾角较大、破坏模式多样的边坡，需要采用高精度的位移和应力监测设备，以准确捕捉边坡的变形和应力变化。

3.3 加强施工管理和技术应用以提高治理效果

为了确保预裂爆破震动对边坡稳定性影响的有效控制，需要加强施工管理和技术应用。首先，需要建立完善的施工管理体系和质量控制体系，确保爆破参数的精确控制和加固措施的有效实施。其次，需要加强现场管理和安全监督，及时发现和处理施工过程中的问题和隐患[3]。此外，还需要加强技术研发和应用推广，引进先进的爆破技术和监测设备，提高治理效果和安全性。

四、结束语

本研究通过对预裂爆破震动对边坡稳定性影响的分析，提出了针对性的优化策略。通过精确控制爆破参数、引入先进监测技术、制定针对性加固措施和加强施工管理等措施，可以有效降低预裂爆破震动对边坡稳定性的影响，确保火区治理过程中的边坡安全。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，相信会有更多有效的方法被提出，为边坡稳定性控制提供更加坚实的保障。

参考文献

[1]张士磊.预裂爆破作用下节理岩质边坡损伤区测试研究[J].爆破, 2020, 37(3):5.

[2]魏星,马万兴.预裂爆破在逆层破碎岩质高边坡施工中的应用[J].施工技术, 2020(S01):2.

[3]沈琦.基于深孔预裂爆破技术的高边坡路基施工研究[J].工程建设与设计, 2023(13):223-225.