随着全球经济一体化潮流的加快,高速公路已成为当今国家走向现代化的重要辅助工具,成为推进我国交通迈向现代化的必经之路。随着高速公路的不断改建与扩建,高速公路穿越山区、盆地、河流的情况也越来越多。然而,由于山区自然条件复杂多样,复杂环境下危岩体的处理一直是个影响工程进度的施工难题,因此针对复杂环境下危岩体控制爆破,进行科学研究以期提供合理的精细化控制爆破解决方案,选择适合的爆破方式,变得尤其必要。
(1)基于三维激光扫描技术对复杂环境下的危岩体进行多站点扫描获取点云数据,进而对点云数据进行处理和优化构建出了DTM表面模型,由表面模型可以看出危岩体呈现微向外倾斜,地面出露高度约为5~8米。对被爆物体有了一个准确的形态特征认知。
(2)采用高密度电法勘探的方法对危岩体进行勘探,通过高密度反演对危岩体进行三维可视化处理,获取到了危岩体内部地质状况、得出危岩体地表至地下30米由灰岩成分组成。随后,综合利用之前构建的DTM表面模型和物探获取的岩体信息,为接下来合理地选择钻孔位置做准备。
(3)以高能气体爆破理论为支撑,采取新型裂岩器材裂岩管进行孤石致裂。并对裂岩管进行了爆燃、超压、噪声等特性方面的理论分析和安全性现场测试,试验得出裂岩管相比炸药爆破更具有安全性、稳定性、可控性。
(4)基于已获得的危岩体岩性、整体形态,选取整体性较好的危岩体进行爆破。以“一”字形对距离爆源2米、4米、6米和9米的位置布置了振动监测仪,利用小波包分析方法对监测到的地震波信号进行分解重构,采用改进版连续小波变换对地震波能量进行时频分析。分析显示地震波能量的主振频范围为13-85HZ,持续时间约为0.1-0.3s,能量集中分布在25-90HZ频带范围内。
(5)对裂岩管爆破地震波能量的衰减规律进行了分析,结合萨道夫斯基振速公式,对比了幂函数模型和指数函数模型对地震波能量的衰减拟合曲线,得出了地震波能量在不同频带内的分布占比和衰减规律。