爆破震动范文

爆破震动范文（精选4篇）

爆破震动范文 篇1

爆破震动信号的多分辨小波分析

采用小波分析和快速傅立叶变换相结合的方法,对工程案例的爆破震动近、中远区的实测原始信号进行小小波分解和重构,得到重构后各子频带的时间信号及频谱,在此基础上通过Matlab语言编写程序研究爆破地震波沿各分区信号的频谱及能量分布特征.指出:爆破震动各分区的主频从大到小排序为:近区>中区>远区;随着比例距离的增加,低频带能量所占信号总能量的`比例升高,高频带能量所占比例下降;频率越低的频带信号,持续时间越长;除主频所在频带外,在0～2.441 5 Hz频段(比较接近建筑物的自振频率),爆破震动信号在水平方向占有不小的能量比例,故建筑物进行结构设计时考虑水平方向的抗震尤为重要.

作 者：陈士海 魏海霞 杜荣强  作者单位：山东科技大学,土木建筑学院,青岛,266510 刊 名：岩土力学  ISTIC EI PKU英文刊名：ROCK AND SOIL MECHANICS 年，卷(期)： 30(z1) 分类号：O381 关键词：爆破   爆破震动   小波分析   能量  

爆破震动范文 篇2

1. 工程概况

广东省惠州市某公路项目将建设成双向六车道的一级公路, 其中该公路项目的东北段需经过一座平缓的小山, 山体平均高度约16m, 项目建设单位决定在该施工段采用爆破施工。在本项目爆区的北侧为一村庄, 该村的民宅与爆区最近距离为90m, 最远距离约为350m, 大部分民宅位于距爆区200~300m的范围内。该项目的爆破施工自2011年5月开始, 在爆破施工进行一段时间后, 该村村民陆续反映在家中能明显感觉到爆破的震感, 且房屋由于爆破振动出现了不同程度的裂缝。为确定爆破振动对该村民宅安全性的影响, 解决村民与项目施工之间的矛盾纠纷, 项目建设单位委托我们对爆破振动的影响进行检测鉴定。

2. 爆破施工情况

根据委托方提供的资料, 爆破施工单位具备相应的爆破施工资质, 具有广东省颁发的安全生产许可证, 同时该项目爆破工程设计方案基本符合《爆破安全规程》 (GB6722-2003) 要求。该项目采用微差爆破, 孔深为强风化岩下约3~6m, 炮孔孔径为76mm, 单次爆破总药量为50~180kg。在爆破过程中爆破单位对爆破振动进行了监测, 监测点距爆破点约80m, 监测的触发阈值设为0.01cm/s, 根据爆破单位的数据, 在所有爆破的监测过程中监测仪器均未触发。

从爆破施工情况可以看出, 爆破单位具有较丰富的爆破工程经验, 在爆破方式、孔径及装药量等方面, 均采用了有利于降低爆破振动影响的措施, 同时还对爆破振动进行监测, 为动态控制爆破振动提供了依据。

3. 民宅裂缝检测

根据现场对村庄的调查, 该村房屋共有41栋, 其中6栋为土坯墙结构, 35栋为砖混结构。砖混结构房屋基本为2~3层, 大多数建于1990年至2000年间, 主要采用180厚粘土砖墙砌筑, 楼板为现浇混凝土楼板, 无圈梁及构造柱等抗震构造措施。土坯墙结构房屋均为单层双坡木瓦屋顶房屋, 主要建于上世纪60~70年代, 目前大部分用于堆放杂物或已废弃不用。

现场对41栋民宅均进行了详细的裂缝检测, 检测内容包括裂缝的数量、位置、走向及宽度。将所有房屋裂缝的检测结果汇总后可得出, 房屋的裂缝主要分为以下几种情况:

(1) 墙体批挡龟裂裂缝, 这类裂缝主要是由于批挡材料表面收缩而造成的不规则裂缝;

(2) 楼板跨中或角部斜向裂缝, 这类裂缝是由于楼板 (特别是屋面板) 在温度变化作用下其变形受周边梁及墙的限制而产生的;

(3) 墙体和梁板交接处水平裂缝, 这类裂缝主要是墙体与混凝土梁板间缺乏抗裂构造措施, 墙体砌筑质量不良, 特别在屋面处的温度变化较大, 在不同材料间收缩变形及不同方向的温度变形共同作用下形成的, 另外在爆破振动作用下也会使此类裂缝加剧发展;

(4) 门窗洞口斜裂缝, 主要是由于门窗洞未设置过梁, 洞口上部墙体在墙体自重作用及温度变形下而产生的, 同时爆破振动也会使此类裂缝加剧发展。

从上述分析可以看出, 35栋砖混结构的民宅现有的裂缝主要是由于房屋均为居民自建, 房屋结构及构造并不合理, 存在一定的质量问题, 房屋多年的使用过程中已产生了裂缝, 在爆破振动的作用下, 房屋原有部分裂缝更加剧了开展。另外从裂缝产生的原因及裂缝出现的部位来看, 砖混结构的民宅目前的裂缝不影响房屋的安全性, 但由于部分裂缝为已贯穿, 造成了外墙或楼板渗漏, 从而影响房屋的正常使用。

土坯墙结构房屋由于建造年代较久, 且年久失修, 同时距爆破点较近, 部分房屋存在较大的裂缝或已局部坍塌, 从裂缝断面及坍塌部位的新旧程度来看, 其破坏的主要原因应该不是后期爆破振动造成的。

4. 爆破振动对民宅影响分析

在土石方爆破过程中, 炸药爆炸释放出来的能量以两种形式表现出来, 一种是冲击波, 另一种是爆炸气体。随着传播距离的增大, 冲击波衰减为应力波和地震波。当到达建筑物的爆破振动的主周期接近建筑物的自振周期时, 在共振作用下建筑物将产生更大的振动, 容易引起建筑物的破坏。因此, 爆破对建筑物的影响主要有三种形式:地面振动影响、空气冲击波影响、爆破飞散物影响。

由于该村民宅与爆破点的距离基本大于100m, 爆炸产生的冲击波已衰减为应力波和地震波, 另外村民未反映出现爆破飞散物落至民宅的情况及较强空气冲击波的情况, 因此可以判断该项目的爆破对民宅只存在振动影响。根据《爆破安全规程》 (GB6722-2003) , 地面建筑物爆破振动安全判据采用建筑物所在地质点峰值振动速度和主振频率两个参数。

4.1 建筑物共振分析

本项目爆破的孔深为强风化岩下约3~6m, 炮孔孔径为76mm, 单次爆破总药量为50~180kg, 可认为属于浅孔爆破。根据《爆破安全规程》 (GB6722-2003) , 对于浅孔爆破, 频率的经验范围为40Hz~100Hz。而该村民宅主要是以3层以下砖混结构房屋为主, 少数为土坯砖瓦房 (部分已废弃不用) 。根据1997年海天出版社出版的《工程爆破文集 (第六辑) 》中《爆破振动工程特性及其安全技术措施》, 对于1~3层砖混结构的民房及宿舍, 房屋的自振频率在4Hz~10Hz, 该频率与爆破产生的地震波主频范围相差较大, 故在本项目爆破振动下, 该村民房不会产生共振。

4.2 允许安全距离分析

根据《爆破安全规程》 (GB6722-2003) , 土坯房在主频10Hz~50Hz及50Hz~100Hz的安全允许振速为0.7~1.2cm/s及1.1~1.5cm/s;一般砖房在主频10Hz~50Hz及50Hz~100Hz的安全允许振速为2.3~2.8cm/s及2.7~3.0cm/s;爆破振动安全允许距离按下式计算:

式中:R—爆破振动安全允许距离, m;

Q—炸药量, 齐发爆破为总药量, 延时爆破为最大单段药量, kg;

V—保护对象所在地安全允许质点振速, cm/s。

K, α—与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

根据规程并结合爆破单位提供的数据, 按最不利条件进行计算, 取Q=180kg, K=150, α=1.5, V=0.7cm/s (土坯房) 及2.3cm/s (一般砖房) 。计算得R=202m (土坯房) 及91m (一般砖房) 。该村的民宅与爆区最近距离为90m, 最远距离约为350m, 均满足安全距离要求。

5. 结语

(1) 从裂缝检测及成因分析结果看, 民宅目前已有的裂缝不影响房屋的安全性, 爆破振动仅加剧了房屋原有裂缝的进一步发展, 并非裂缝产生的主要因素。同时从爆破振动允许安全距离计算结果看, 民宅均在允许安全距离以外, 所以该项目的爆破也不会对房屋产生结构性破坏。

爆破震动范文 篇3

(地

面)

一、爆破器材的押运装卸人员必须懂得爆破器材的性能和安全押运装卸知识，经培训考试合格

发给合格证后方可上岗。

二、运载爆破器材的车辆必须是专用的，必须符合安全要求，排气管必须改在前面，出车前应对车辆进行全面检查，插有标着“危险”字样的红旗。翻斗车、柴油车、拖车不准运载爆破器材。

三、提运爆破器材必须办理《爆破物品运输证》，领用发放时，双方应当面点清、办理交接手续；包装应牢固、严密、不准缺带。在特殊情况时，使用一般货车，装载高度和数量应符合规定。装雷管必须配带软垫。性能相抵触的物品不能混装在同一车内，不准客货混装。

四、长途运输爆破器材的车辆，必须采取防止被盗，丢失的措施。押运人员要提高警惕，上坡时要特别注意观察，途中严禁搭乘无关人员。矿区内运提爆破器材的押运人员必须坐在车箱内，严禁用火或吸烟。

五、运输爆破器材的车辆在行驶中途停歇时，要远离建筑设施和人烟稠密的地方，并要专人看管，不得离车无人失控和严禁在附近吸烟和用火。

六、运载爆破器材的车辆必须中速行驶，车辆间应保持避免引起殉爆的距离。

七、地面人力运送炸药时，不得超过20kg。炸药、雷管必须由两人分别运送，几个人同时运送时，人和人之间的间距不得少于10米。

八、爆破器材装卸应有足够的照明。在装卸过程中应轻拿、轻放、不准在搬运过程中发生摩擦、坠落；撞击和敲打，以免发生危险。

重庆川九公司第二十一项目部

2011年11月1日

爆破器材装卸运输制度

（井

下）

一、在井筒内运送爆破器材时必须遵守下列规定：

1、炸药雷管必须分别运送。

2、必须事先通知绞车司机和井口上、下把钩工。

3、运送炸药时，炸药堆放的高度不得超过罐笼高度的三分之二。运送雷管时，只准放一层。如果将装有炸药或雷管的矿车直接推入罐笼内运送时，堆放高度不得超过矿车边缘。

4、在装有爆破器材的罐笼或吊桶内，不得有任何人员。

5、罐笼升降速度，运送炸药时，不得超过每秒4米。运送雷管时不得超过每秒2米，吊桶升降速度，无论运送何种爆炸材料，都不得超过每秒1米，司机在起动和停止绞车时，不得使罐笼或吊桶发生震动。

6、在叫接班、人员上、下井的时间内，严禁运送爆炸材料。

7、禁止将爆破材料存放在井口房，井底车场或其他巷道内。

二、井下用机车运送爆破材料时，机车司机和运送人员，必须遵守下列规定：

1、炸药和雷管不得在同一列车内运输。如果必须用同一列车运输时，装有炸药和雷管的车辆之间，以及炸药或雷管的车辆同机车之间，都必须用空车隔开空车总长度不得小于3米。

2、炸药和雷管必须装在专用的带盖的木质车箱内，车箱内部铺有胶皮或麻袋等软质垫层，并只堆放一层爆破材料箱。炸药箱可以装在矿车内，但堆放高度不得超过矿车边缘。

3、爆破材料必须有井下炸药库负责人或经过专门训练的专人护送，除跟车人员，护送人员和装卸人员内，其他人员严禁乘车，本条文本项所规定的上诉人员都应坐在尾车内。

4、列车的行驶速度不得超过每秒2米。

5、装有爆破材料的机车不得同时运送其他物品和工具。

三、由包皮材料库直接向工作地点用人力运送爆破材料时，必须遵守下列规定：

1、放炮员必须自运雷管和随身携带放炮母线，炸药在放炮员监护下，由作业班内熟悉爆破器材性能和规定的人员运送至工作地点后，如数点交放炮员。

2、炸药雷管运送应分装在坚实带锁的非金属容器内。严禁将爆破材料装在衣袋内，或箩兜和用绳索捆绑运送。领到炸药、雷管后，应直接送到工作地点，严禁中途逗留。

3、放炮员携带爆破材料乘坐机车时，必须事先和机车司机取得联系，坚持坐好才能开车，停车上下。凡携带炸药、雷管的人员一律不准乘人车和吊挂人车，不准赶重车，不准跳，爬飞车。

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2011年11月1日

爆破器材贮存保管制度

一、炸药库的保管人员必须了解爆破器材的性能和安全知识，经有关部门考试取得合格证后方能上岗。

二、总炸药库门使用双锁，分两组人保管钥匙，开启库房必须有两人在场，不准一人保管钥匙和开启库房门。

三、贮存爆炸物品的仓库，应取得公安机关核发的《爆炸物品储存许可证》。仓库必须按核定库房量存放，不得超量存放，特殊情况需超量存放必须报经局爆破器材管理领导小组研究同意，否则库管员应拒绝入库。

四、库管员对入库、出库的爆破器材，必须坚持四查，即查名称、规格、数量及封条，并同押运人员一道进行清点，认真核对单据，办理交接手续。

五、库房内的物品应堆码整齐，作到标志明显，规格不混，数目准确，过目知数，堆放时应与墙壁保持20厘米距离，对方高度炸药不得超过2米，雷管不得超过1.6米。

六、仓库应固定人员负责帐物管理，做到按品名，规格建立明细收发帐，做到帐、物、卡、资金相符和日清月结，帐目清楚；按时填制报表。

七、炸药库要具有防火、防潮措施。室内相对湿度不得大于60%。炸药、雷管必须作到先进先发，随时检查，保持通风良好。严防变质、丢失、被盗和鼠咬。做好保卫保密工作。

八、局外单位需在库房内存放炸药、雷管。必须经过公安分局同意，方可存放并同时建立正式帐进行管理。

九、炸药、雷管箱要保证完整回收。

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2011年11月1日

爆破器材发放清退制度

一、各单位到总库领爆破器材，必须先在本单位公安保卫科办理运输证，方能办理移拨或领用手续。

二、各矿地面库运到井下库的炸药、雷管，应开据运单，有由发料人员，押运人员和验收人员签字的完备手续。相互交接时应认真清点，防止差错。

三、矿月作业计划，应根据作业规程和爆破图表下达各掘进、回采工作面的炸药消耗定额。仓库按工作面、掘进头建立台帐或图牌板，严格按消耗定额逐日控制发料。凡超定额的应由经营矿（井）长进行审批，并按局统一计划单价计算。在超耗区队计件工资中支付材料费。

四、领用爆破器材必须持放炮员合格证和由使用连队开出的领料单，发料并由放炮员签字。炸药、雷管的消耗数量必须由当班的生产班长或安全员核实，由班长填写数量并签字核销。不论是否用完，都必须由放炮员当班到库房办理退库手续。库管员、放炮员、生产班长必须严格执行三签字制度。凡签字不齐，核销不实的，库管员应拒绝再次发药雷，任何人不得指挥发药雷，由此而影响生产由放炮员负责。

五、放炮员到库房办理退库手续时，应将带锁雷管箱、炸药箱同时交库房保管，锁只锁在板扣上，使箱盖能打开检查。除水泡泥袋、胶布和做引药的木棍外，放炮器、放炮线等，严禁放入箱内存入库房。

六、爆破器材属国家计划分配物质，全局所需爆破器材统一由供应处汇兑向上级申请，订货和组织供应及内部和销售。

七、外包工程所需爆破器材，原则上由该工程建设单位放炮员代办领用执行并事先签定合同。

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2011年11月1日

炸药库防火警卫制度

一、库房警卫人员必须懂得炸药、雷管性能和安全知道。地面供应处总库，松藻矿和逢春矿炸药库应设专职警卫。由公安部门领导。警卫人员每天二十四小时都必须巡回看守，不得擅离岗位。必须作好交接记录。

二、非库房工作人员，未持公安部门证明，安全监察证及机要部门出入证者，严禁入库，严禁翻墙进入库区。非库管入库，必须先行登记，取出烟活，在库管员陪同下方能进入仓库。

三、炸药库内应设置固定防爆灯具，井下库应有备用电源。地面库的开关设在库外。任何人不得携带矿灯进入炸药库。

四、炸药库应设置消防水管、水袋、沙袋、灭火器材及灭火工具。防火器材应随时保持良好状态。警卫和库管人员必须达到三懂三会，即懂本岗位火灾方法；会报警、会使用消防器材，会补救初期火灾。

五、炸药库内禁止存放其他易燃、易爆物品。库区杂草每年秋季应清除一次。做好库内库区的清洁卫生工作。

重庆川九公司第二十一项目部

2011年11月1日

电雷管电阻检测编号制度

一、雷管检测及编号，必须由熟悉爆破器材性能及安全知识，经考核合格的人员担任，必须做到持证上岗。

二、雷管的检测必须在专门设置的检测房内进行。窗门应向外开，应有雷管检测坑防止检测雷管爆炸伤人的设施，工作台应复盖边缘凸起的软垫采通，编号人员禁止穿硬底鞋和化纤衣服。

三、雷管的检测必须使用“雷管电阻测试仪”测试时必须按规定逐个测定电阻值，并分组使用。电阻不符合生产厂家雷管说明要求的，按报废管处理，不准发出使用。

四、雷管的检测应分类别和段别进行，不准混检，每次检测不得多于10发。检测后的雷管必须挽好每10发1把。

五、凡检查不合格的雷管，应剪掉雷管脚线，登记生产厂，出厂时间、批号、检测人，并把废管放入专门的容器内。严禁与合格品混装误用。

六、雷管编号房与雷管检测房不得设在同一房间内，两房之间必须用砖墙隔开。

七、雷管在检测合格后，必须逐个按放炮员代号进行编号，编号字迹要清楚。编号后的雷管应按代号分别包装，放在标有放炮员代号的雷管箱架内或者专门容器内，避免不同编号的雷管混合在一起。

八、雷管检测工、编号工，在进行分管操作时，均要轻拿轻放。从成束的电雷管中抽取单个电雷管时，不得手拉脚线硬拽管体，也不得手拉管体硬拽脚线。应将成束的电雷管顺好，拉往前端脚线将电雷管抽，应细心逐个进行操作，防止拉动点火结构、挂线，挂管造成事故。

九、“雷管电检工、编号工，每次应填写电检、编号登记单。为防止雷管受潮秒量变化引起报废。开箱开包的雷管，原则上应在两天内使用完。考虑炸药库设施的具体情况，电检、编号雷管的忖量不得超过五天使用量。

重庆川九公司第二十一项目部

2011年1月1日

爆破器材销毁处理制度

一、凡运输中搬运损坏的炸药，储存中变质硬化的炸药，电阻检测中不合格的雷管，放炮中产生的瞎管，以及其他原因，不能使用的炸药雷管都属报废范围，报废雷管应剪去脚线。

二、凡属应报废的爆破器材，各单位和个人都必须交回矿（处）炸药，再移交局总库统一销毁。严禁乱丢、私藏、盗卖、私毁和作为它用。

三、报废的爆破器材交库，由仓库开出收条，注明交物人姓名、时间、品种、数量、和接收人姓名。局、矿炸药库都必须建立废药、管帐卡，办理正规移交手续，做到帐物相符。

四、炸药总库每年七月对报废爆破器材提出销毁报告，由供应处提出销毁方案，会同公安分局，安监局共同销毁。

销毁方案应包括以下内容：1、2、3、提出报废的品种数量。

确定销毁时间、地点、参加人员及负责人。确定销毁的具体方法和安全措施。

五、销毁前，供应处和公安分局，安监局应派员对报废的数量进行认真清点，办理出库手续。销毁后由供应处写出销毁报告备查。

重庆川九公司第二十一项目部

爆破震动范文 篇4

在金堆城露天矿矿区内, 爆破震动诱发地质灾害风险可能性较大的主要设施有东川河引水隧洞、排土场和周围建筑物等。东川河引水隧洞是金堆城露天矿南扩非常重要的河流改道工程, 隧洞的安全运行对露天矿的安全生产起着重要的作用, 但该引水隧洞围岩节理、断层构造极为发育, 围岩稳定性非常差, 距离南露天作业的采场较近 (垂直距离最小为47m, 水平距离最小为42m) 。工程扰动和自然扰动均会对东川河引水隧洞造成不利影响。因此, 开展爆破震动对矿区周围重要设施有害效应研究十分必要。通过爆破震动条件下对矿区周围重要设施现场实际监测和数值模拟试验, 对爆破震动诱发矿区周围重要设施的安全风险进行分析与评估, 制定防灾减灾预案, 做到防患于未然的目标。

1 东川河隧洞基本概况

1.1 爆破震动对隧洞安全影响

爆破震动会对地下隧洞的稳定性会造成很大影响, 主要因为爆破震动会导致地下隧洞的岩石力学性质的变坏, 如果隧洞周围的围岩构造节理裂隙比较发育, 则会造成更大影响。爆破震动作用会加快原有围岩裂隙的张开与扩展, 产生新的裂隙, 降低岩体声波的速度, 增大围岩渗透系数, 从而可能引起地下建筑物、地表或构筑物的倒塌与破裂, 隧洞片帮及冒顶等地质灾害。爆破震动对既有隧洞的影响研究主要从理论分析方法、实验方法和计算机数值模拟方法等几个方面进行。

1.2 东川河引水隧洞

东川河发源于东部高山区, 流经矿区东部, 从南露天境界内流过, 全长约9.5km。为了实施露天矿南扩计划, 必须将原东川河改造成东川河引水隧洞。东川河隧洞全长1 280m, 开挖断面宽6m、高7m, 衬砌厚度为30mm~50mm。目前, 东川河引水隧洞位于南露天爆区下方, 高差约70mm~110m。爆区在整个采场内随生产计划移动。

根据长安大学2006年12月提供的“金堆城东川河引水隧洞围岩工程地质编录报告”, 东川河隧洞的围岩断层和节理构造非常发育, 岩体完整性很差, 多呈碎块状结构, 局部地段呈散体结构, 属典型的硬、脆、碎型围岩, 围岩类别Ⅳ~Ⅴ类, 围岩均含有水, 围岩的稳定性非常差。隧洞距离南露天采场最小垂直距离仅为47m, 最小水平距离为42m, 爆破震动和矿山的正常生产活动对隧洞的安全运行均有着非常不利影响, 隧洞的安全状况令人担忧。

1.3 露天矿南露天基本地质情况

金堆城矿区南部见上元古界官道口群高山河组不整合覆盖于熊耳群之上。上元古界官道口群高山河组以一层不稳定的石英砾岩层与下伏地层呈不整合接触。南露天矿区浅部以石英岩及板岩层为主, 深部以蚀变安山玢岩为主。矿区普遍发育各种方向的节理, 尤以安山玢岩中更为普遍, 以剪节理为主, 张节理次之。矿区中心部分安山玢岩中节理比较复杂、密集, 矿体边缘及其它岩石中的节理相对较为简单和稀疏。f7断层产状为1350∠750, 为压扭性断层, 宽约3m, 在东川河引水隧洞0+274m处出现

2 现场试验研究及数据分析

2.1 南露天生产爆破参数

南露天生产爆破采用垂直深孔, 炮孔直径为250mm, 台阶高度为12m, 台阶坡面角为69°, 孔网参数为7m×9m, 堵塞长度为5.5m~6.5m, 单孔最大药量为430kg, 采用车混乳化炸药装药。爆破网路采用基于Orica非电高精度导爆管雷管的孔外延期网路, 空间延期时间选用25ms、排间选用65ms或100ms。

2.2 东川河隧洞围岩地质结构分析与引水隧洞危险段确定

根据“金堆城东川河引水隧洞围岩工程地质编录报告”, 东川河隧洞所处地段经长期的构造运动及岩浆活动, 地层缺失现象严重, 岩浆岩侵入变质岩岩层, 各种褶皱和断裂极为发育, 大小断层达13处之多。该引水隧洞围岩岩性以安山玢岩、石英岩为主, 岩石坚硬, 强度较高。围岩完整性差, 多呈散体~碎块状结构, 局部地段呈散体结构, 且裂隙水较发育, 尤其在断层及其影响带附近, 地下水甚至呈涌泉状, 某些围岩段结构面光滑, 结合程度差, 某些结构面走向与隧道轴线近于平行, 产状不利, 侧壁压力较大, 使得原本较差的围岩稳定性进一步恶化。综上所述, 已建隧洞围岩主要的危险围岩段分为以下几种:

1) 围岩极为破碎的地段;

2) 断层及其影响带, 一般也是地下水发育的围岩段;

3) 结构面结合程度较差, 或产状极为不利的围岩段;

4) 施工中出现严重掉块甚至坍塌, 超挖严重的围岩段。

本次测点设置主要依据地质结构分析中所列出的四种危险段进行设置, 同时根据实际项目需要进行补充。增设代表性围岩断面, 主要包括安山玢岩Ⅴ代表性断面、石英岩Ⅳ级代表性断面。

2.3 爆破震动测试系统

目前振动测试主要使用非电量电测系统, 基本组成包括传感器、中间交换器及记录装置三大部分。本次试验采用成都中科动态仪器有限公司生产的TC-4850爆破震动仪及配套的速度传感器, 可完成多通道数据的采集、存储和分析。TC-4850爆破震动记录仪是一种便携式仪器, 具有记录、分析爆破引起的地震波形信号, 仪器直接与速度传感器相连, 将本设备安装在测试点附近, 每台仪器可独立及时自动记录128M大小的振动事件文件及其采集时刻, 仪器通过RS232接口将波形传给计算机, 由计算机对数据进行处理。

2.4 试验数据与软件模拟分析

由于该隧洞所处地段经过长期的构造运动及岩浆活动, 地层缺失现象严重, 岩浆岩侵入变质岩岩层, 各种褶皱和断裂极为发育, 大小断层达13处之多。该引水隧洞围岩岩性以安山玢岩、石英岩为主, 岩石坚硬, 强度较高。围岩完整性差, 多呈散体~碎块状结构, 局部地段呈散体结构, 且裂隙水较发育, 尤其在断层及其影响带附近, 地下水甚至呈涌泉状, 某些围岩段结构面光滑, 结合程度差, 某些结构面走向与隧洞轴线近于平行, 产状不利, 侧壁压力较大, 使得原本较差的围岩稳定性进一步恶化。根据这些地质特点与工程的现状选用现在这一类工程中最常用的FLAC3D软件。

通过模拟结果与实测如表1结果反复比对, 确保模拟材料属性确定的准确性。在确定并根据现场测试数据确认模拟材料属性后, 逐步减小露天采场离引水隧洞的最小垂直距离和最小水平距离, 对引水隧洞的最危险面进行模拟, 得出爆破震动对该断面引水隧洞的影响规律。

利用FLAC 3D对东川河引水隧洞进行了数值模拟, 模拟结果表明, 在竖直振速为2.6cm/s~9.85cm/s的工况条件下, 其位移变化在0.01mm~0.801mm范围内, 爆破震动产生的应力在其强度范围内, 隧洞处于稳定状态。设定露天采场离引水隧洞的最小垂直距离模拟为45m时, 断面顶部质点在竖直方向上的振动速度已经达到了14.5cm/s, 并有继续增大的趋势。当最小垂直距离仅有40m时, 最危险断面的顶部质点的竖直方向上的振动速度的最大值达到了66.5cm/s, 大大超出了安全规范要求的最大值15cm/s。

3 试验成果分析

通过对东川河引水隧洞围岩工程地质编录报告的分析、洞内洞外的震动监测、回归分析和数值模拟, 研究了东川河引水隧洞在南露天生产爆破震动荷载作用下的动态响应特性, 取得如下主要成果:

1) 依据东川河引水隧洞围岩工程地质编录报告, 通过隧洞围岩地质结构分析, 圈定了隧洞危险地段, 确定了试验研究震动测试测点设置断面位置;2) 根据东川河隧洞内外的爆破震动效应监测数据分析, 获取了爆破地震波由采场向隧洞传播的规律。监测数据分析显示, 降雨对爆破震动传播有明显的影响;3) 现场监测数据分析显示, 采场距隧洞的最小垂直距离为87m, 最小水平距离为125m时, 断面2的顶部质点在竖直方向上的振动速度的最大值已经到达了7.54cm/s, 已经超过了安全允许值的下限。0+275m监测断面数据明显偏大, 由爆破震动波传播理论可知, 地质条件是影响震动波传播的主要因素, 因此初步推断造成数据异常偏大的可能原因是在0+274m处出现产状为1350∠750的f7断层和衬砌拱顶上部空区的影响;4) 现场测试和数值模拟结果均显示:随着爆破振速的增加, 隧洞壁产生的动态位移也呈相应增加趋势, 表明隧洞衬砌动态位移与震动速度是关联的。东川河引水隧洞在目前生产爆破震动作用条件下的动态位移最大为0.576mm, 大部分分布在0.01mm~0.1mm之间。利用FLAC 3D对东川河引水隧洞进行了数值模拟, 模拟结果表明, 在竖直振速为2.6cm/s~9.85cm/s的工况条件下, 其位移变化在0.01mm~0.801mm范围内, 爆破震动产生的应力在其强度范围内, 隧洞处于稳定状态。因此, 可以直接依据GB6722-200《爆破安全规程》规定的质点震动速度7cm/s~15cm/s作为水工隧洞安全判据;5) 数值模拟预测分析结果显示, 东川河引水隧洞与露天采场爆破区域间的最小垂直距离为50m时, 断面2的顶部质点在竖直方向上的振动速度的最大值为14.5cm/s, 当最小垂直距离只有40m的时候, 其振动速度的最大值达到了66.5cm/s。表明在小于最小垂直距离50m平台实施生产爆破时必须改变目前的爆破参数, 否则会对东川河引水隧洞造成破坏性影响。

4 结论

根据研究结果可知, 随着爆破区域离东川河隧洞越来越近, 爆破振动会对引水隧洞产生破坏性的影响, 因此, 在后期的矿山生产中, 应根据采场距隧洞的实际距离, 调整矿山临近东川河隧洞生产爆破参数设计, 严格控制生产爆破振动对引水隧洞的不良影响, 后期尽快进行隧洞衬砌空洞探明并进行必要的注浆加固施工。为确保隧洞安全及生产正常进行, 应采用实时在线监测系统, 监控爆破震动指标, 及时调整爆破设计。

参考文献

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