隧道洞口防护门架的应用

陈柘儒 陈明 张勇

【摘要】公路隧道规划建设时，由于经济、地形等因素限制，不可避免在城市及乡镇周边选址，建设时噪音及安全对居民生活影响较大。介绍了一种隧道施工防护门架装置，相较于传统施工采用简易防排架防护，提高了防护与降噪效果，减少了由于爆破危害投诉所带来的损失，消除了传统施工需挪移的问题，提高了施工效率。

【关键词】隧道施工;爆破防护;爆破噪音;声屏障

公路隧道规划建设时，由于经济、地形等因素限制，不可避免在城市及乡镇周边选址。在隧道建设中传统处理村镇及城市周边的爆破噪音投诉，一般采用简易的防排架及采用适当经济补偿相结合的方案，此方案不具备预防性，且处理方式被动。传统采用毛竹片或废旧橡胶等简易的防排架装置，仅能对洞口爆破作业进行简单的飞石防护，不能降低爆破噪声对周围居民生活的影响，且重复利用率低、爆破后继续施工挪移耗费时间长等诸多问题。公路隧道由于地形条件及所处地理位置的等因素，需考虑的因素较多，对洞口设施要求限制大。

1、工程概况

杭州绕城高速TJ05标段路线起点YK90+500/ZK90+512.775～YK103+000/ZK102+999.761，路线全长12.50km，标段共设隧道2座，其中拔山隧道为连拱隧道，长240m;六弓山隧道为特长隧道，长3450m（左洞长3463m，右洞长3437m）。项目中两座隧道均距村庄较近，且拔山、六弓山洞口均有村道穿过。洞口爆破施工过程中对飞石安全防护要求高，爆破噪音对周围村民生活影响大，因此考虑在隧道洞口正面建立安全防护屏障，以减少施工对居民生活造成的影响。

2、隧道洞口防护门架研制背景

山岭隧道使用爆破开挖时通常会造成较大的危害，一方面是直接爆炸物体作用，如爆破飞石、有害气体、冲击波等危害，另一方面为间接作用，如爆破噪声及振动等危害。通过相关数据表明：“噪声分贝超过70dB会影响学习和工作;超过90dB会影响听力;如果突然暴露在高达150dB的噪声环境中，显著损害神经系统，造成不可逆的听觉器官损伤。”在乡镇居民周边爆破除考虑飞石影响外還需考虑噪声的影响，隧道防护门架研制初期的目的在于防护飞石及噪音造成的影响，不降低隧道施工机械工作效率[1]。

3、爆破危害控制措施

针对爆破所造成的危害，一般可从爆破声源方面、传播途径方面、以及噪声接受对象三个方面来降低影响[2]。声源方面，可以采用弱爆破开挖方式，调整爆破参数，或使用机械及开挖等来降低影响。传播途径方面，利用地形遮挡或者加装声屏障从而改变传播方向等方法来降低噪音，如本装置通过在洞口加装声屏障装置来降低影响。此外还可通过声波传播的过程中相抵作用，通过设置专属的主动降噪装置来减少噪声影响，如采用主动靶向消音器及吸音棉的山岭隧道爆破降噪系统[3]。同时通过调整爆破时间，避开隧道建设周边居民休息时间爆破。通过三个方面的共同作用，把爆破影响降到最低。

3.1隧道洞口防护门架的应用

通过使用隧道施工过程中所用到的材料，工字钢、防水板、钢丝网等常见物品，通过前期预埋件与工字钢连接板、螺栓增强抗倾覆效果，采用声屏障板、钢丝网复合防护提高防护效果，使整个防护装置形成类似高速声屏障半封闭式的防护装置，从而达到防护飞石以及降低噪音的效果，同时配合喷雾降尘装置，可以有效的减少有害气体对周围环境造成的影响，大大减少爆破对居民生活的影响。

多功能防护门架，如图1利用钢丝网拦截飞石，加厚PVC板降低噪音，从而形成了复合防护系统;利用遥控式电动门帘控制门洞升降：①准备爆破时时通过遥控将电动门帘放下;②出渣通车时通过遥控将电动门帘升起。方便施工机械进出，从而改善了传统施工需挪移的问题。既满足防护要求，又满足施工效率要求。

3.2应用效果

为核实新型隧道洞口多功能防护装置的应用效果，对6次爆破过程使用防护装置及未使用防护装置进行跟踪记录，其抗倾覆性及通车性能符合预期要求，并且通过使用手持式噪音分贝仪B&K2239A对防护门架前5m中轴线位置监测和最近居民位置监测，对比结果如图2，其多重降噪效果功能得到有效应用。出渣效率与爆破效果、机械设备状况等因素有关，通过对相似地质条件下6次爆破后出渣时间统计对比未安装防护门架前的时间在相同机械条件下，出渣班组平均出渣时间与未安装前出渣时间相同，满足通行要求，出渣效率未受影响。

结语：

隧道多功能防护门架在降噪效果方面、安全防护稳定性、施工效率方面、透光性等方面均具有良好表现，具备较强的适用性和良好的推广意义。通过预留通车门洞消除了由于简易防排架防护所带来的挪移问题，使用半封闭式的声屏障及钢丝网防护装置，有效的对隧道爆破飞石进行防护，减少爆破噪声对周边居民生活的影响，降低了居民的投诉率。

参考文献：

[1]李小珍，杨得旺，高慰，等.高速铁路半、全封闭声屏障振动与降噪效果研究[J].噪声与振动控制，2018，38（S1）：8-13.

[2]唐宇峰.公路隧道爆破钻爆系统安全质量控制方法的研究与应用[D].西南交通大学，2012.

[3]程绍磊.藤田公司开发出山岭隧道爆破降噪系统[J].隧道建设（中英文），2018，38（09）：1462.

作者简介：

陈柘儒（1992-），男，硕士，助理工程师，研究方向：公路桥隧管理;

陈明（1991-），男，硕士，助理工程师，研究方向：公路桥隧管理;

张勇（1994-），男，助理工程师，从事公路桥隧管理。