隧道爆破现场高速图像采集与精确控制爆破参数研究*

龚 敏，吴昊骏

（北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083）

城市隧道的精确控制爆破是当前的发展方向，但其中一些技术难题，如第二临空面形成准确时间、兼顾微差降振与爆破协同作用的时差选择等仍未解决。原因是受目前测试手段所限，不能获取现场隧道爆破图像信息，研究岩石破裂与振动关系时没有实测数据的支撑，难以准确确定隧道爆破关键参数，也就无法实现精确控制爆破。

高速摄影作为一种有效手段，较早被用于爆破模型研究中，Reinhardt 等[1]、Dally[2]利用动光弹研究应力波传播特性及台阶爆破应力波与自由面的相互作用；现场应用方面，Brinkmann[3]、Chiappetta 等[4]分析了金矿爆破破岩过程、评估采矿爆破效果和改进设计，黄政华等[5]利用高速相机研究台阶爆破岩石移动时间及合理微差时间关系。近年来随着高速数字摄像技术的应用，杨仁树等[6]、李清等[7]用高速激光焦散法进行切缝药包爆破机理系列研究；何理等[8]、张继春等[9]探讨了台阶微差爆破临界延时和含软弱夹层爆破的运动特征；朱宽等[10]以高速摄影结合应变测量分析烟囱定向爆破时各运动参量的变化；黄永辉等[11]、李祥龙等[12]、张建华等[13]对台阶爆破的岩体位移、鼓包、飞石速度、爆生气体进行大量研究。但上述研究对象均是以露天工程为特征的台阶爆破、拆除爆破或实验模型，目前还未见有利用高速摄像进行隧道现场爆破研究的文献，其原因在于隧道内环境恶劣，相机防护、照明与拍摄参数变化、同步控制及施工干扰等诸多问题难以克服，实现爆破图像采集非常困难。……