摘要:爆破震動衰減公式中的K、α取值,受爆破方法、地形地質條件等影響較大,根據同一地區小型爆破試驗和現場工程實測獲得的衰減公式中的K,α值,分析、tantaolebutongtiaojianxiabaopozhendongshuaijiangongshidebianhuaguilv,shiyanjieguobiaoming,jishizaitongyidiqu,yingyonghuiguideshuaijiangongshizhidaobaoposhejiheshigongshi,yingjiayishiyantiaojiandexianzhi,congershibaopodizhenboyuceyubaogengjiafuheshiji。
關鍵詞:爆破震動;質點速度;衰減規律;震動控製
Study on the Experiment of Blasting Vibration attenuation law
Du Han-qing
( The First Co. Ltd. of Gezhouba Group, Yichang Hubei 443002 )
Abstract: The condition of blasting and landform has a tremendous influence on the value of K and a of blasting vibration attenuation formula. According to the small experiment and project to obtain value of K and a of attenuation formula. Different condition of change law are compare and analyze. Experiment result shows that application attenuation formula to direct design and construction of blasting should to mete limit of experiment condition, as a result to make the forecast of earthquake waves more accurate.
Key words: blasting vibration;vibrating speed of particles;attenuation law;vibration control
1 引言
岩(yan)體(ti)在(zai)爆(bao)炸(zha)動(dong)力(li)的(de)瞬(shun)間(jian)衝(chong)擊(ji)荷(he)載(zai)作(zuo)用(yong)下(xia),爆(bao)炸(zha)衝(chong)擊(ji)波(bo)和(he)應(ying)力(li)波(bo)向(xiang)四(si)周(zhou)傳(chuan)播(bo),使(shi)岩(yan)體(ti)產(chan)生(sheng)變(bian)形(xing)和(he)破(po)壞(huai)。研(yan)究(jiu)爆(bao)破(po)震(zhen)動(dong)的(de)主(zhu)要(yao)目(mu)的(de)是(shi)探(tan)索(suo)爆(bao)炸(zha)作(zuo)用(yong)下(xia)地(di)震(zhen)波(bo)的(de)傳(chuan)播(bo)規(gui)律(lv)及(ji)建(jian)(構)築(zhu)物(wu)的(de)響(xiang)應(ying)情(qing)況(kuang),確(que)定(ding)適(shi)合(he)的(de)爆(bao)破(po)方(fang)案(an),指(zhi)導(dao)爆(bao)破(po)設(she)計(ji)與(yu)施(shi)工(gong),確(que)保(bao)施(shi)工(gong)安(an)全(quan)。我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)基(ji)本(ben)上(shang)還(hai)是(shi)沿(yan)用(yong)前(qian)蘇(su)聯(lian)標(biao)準(zhun),以(yi)地(di)麵(mian)峰(feng)值(zhi)震(zhen)動(dong)速(su)度(du)為(wei)判(pan)據(ju),分(fen)波(bo)段(duan)考(kao)慮(lv)了(le)頻(pin)率(lv)的(de)影(ying)響(xiang)。由(you)於(yu)爆(bao)破(po)震(zhen)動(dong)引(yin)起(qi)的(de)建(jian)(構)zhuwuhuoyantutidengdepohuaishoudaobaopoguochengdefuzaxingheyantujiezhideduobianxingdengyinsudeyingxiang,baopozhendongjilixiadedizhenbochuanbojishuaijianguilvmuqianhaiwufaconglilunshanggeichutongyigongshi,zhuyaocaiyongxiaoxingbaoposhiyanhexianchanggongchengshicehuoqushiceshuju,ranhoutongguozuixiaoerchengfahuiguiniheshihetedingdiqudejingyangongshi,youyugongshizhongdechangdixishu、衰減指數受爆破方法、dixingdizhitiaojiandengyingxiangjiaoda,jishizaitongyidiqu,yehuifashenghendabianhua,shibaopodizhenbodeyuceyubaochanshengjiaodakunnan,benwengenjutongyidiqudegongchengshiceziliao,fenxi、探討了不同條件下爆破震動衰減公式的變化規律。
2 工程概況
酉酬水電站壩址位於重慶市酉陽縣酉酬鎮酉酬大橋上遊約350.0m處。工程樞紐由碾壓混凝土重力壩、壩身溢流表孔、消力池、壩式進水口、bahoushidianzhanchangfangdengzucheng。bazhiqujiyanluolu,chuludicengjiaodanyi,weihanwuxizhongtongshangzubaiyunzhihuiyan,quneiduanliegouzaobushenfayu,yiliexiweizhu。dianzhantushifangmingwabaokuodabazuoan、右岸、大壩河床、發電廠房及開關站4個(ge)施(shi)工(gong)區(qu),爆(bao)破(po)開(kai)挖(wa)工(gong)期(qi)緊(jin),強(qiang)度(du)大(da),但(dan)由(you)於(yu)爆(bao)區(qu)臨(lin)近(jin)酉(you)酬(chou)鎮(zhen)和(he)酉(you)酬(chou)大(da)橋(qiao),爆(bao)破(po)施(shi)工(gong)受(shou)到(dao)極(ji)大(da)的(de)製(zhi)約(yue),居(ju)民(min)對(dui)爆(bao)破(po)震(zhen)動(dong)反(fan)映(ying)強(qiang)烈(lie)。為(wei)此(ci)在(zai)爆(bao)破(po)開(kai)挖(wa)時(shi)進(jin)行(xing)了(le)爆(bao)破(po)試(shi)驗(yan)和(he)爆(bao)破(po)震(zhen)動(dong)衰(shuai)減(jian)規(gui)律(lv)測(ce)試(shi),以(yi)尋(xun)找(zhao)適(shi)合(he)酉(you)酬(chou)水(shui)電(dian)站(zhan)地(di)區(qu)岩(yan)體(ti)開(kai)挖(wa)爆(bao)破(po)震(zhen)動(dong)速(su)度(du)的(de)傳(chuan)播(bo)與(yu)衰(shuai)減(jian)規(gui)律(lv)的(de)經(jing)驗(yan)公(gong)式(shi),指(zhi)導(dao)爆(bao)破(po)設(she)計(ji)與(yu)施(shi)工(gong)。爆(bao)破(po)施(shi)工(gong)環(huan)境(jing)示(shi)意(yi)圖(tu)如(ru)圖(tu)1。
圖1 爆破施工環境示意圖

3 爆破震動測試試驗
3.1 測試係統
根據酉酬水電站布置特點,現場測試在右岸進場公路進行了小型爆破試驗;在左岸結合上壩公路實際爆破開挖進行了測試,爆破震動衰減規律測點主要布置在邊坡部位的岩體上,每個測點均按豎直向和水平向2個方向布設傳感器。測試係統采用四川拓普數字設備有限公司生產的UBOX20016便攜式數據采集儀及配套速度傳感器,測試前對測試儀器進行了係統標定,測試係統如圖2所示:

圖2 測試係統結構示意圖
3.2測試成果
衡量爆破地震強度的物理量有爆破震動引起的質點震動速度、加速度和位移等。現行國家標準及水利部行業標準中的安全震動控製標準均采用質點最大震速和主頻作為安全振動控製標準[1-2]。爆破震動速度傳播與衰減規律一般采用薩道夫斯基經驗公式:

式中:K、α為與地質、爆破方法、地質條件等因素有關的係數;
K為場地係數,α為衰減指數;
Q為最大一段起爆藥量,Kg;
R為測點與爆源中心的距離,m;  為比例藥量。
因此,爆破震動測試結果按上述公式進行回歸分析[3-4],以尋找適合酉酬水電站地區岩體開挖爆破震動速度的傳播與衰減規律的經驗公式,從而控製大壩左、右岸及河床段基礎石方明挖施工過程所允許的最大單段起爆藥量,減小爆破震動對臨近的建(構)築物的影響,確保施工安全。
(1)右岸進場公路小型爆破試驗采用手風鑽鑽孔,水平布孔,孔徑φ45mm,孔間排距1.2×1.2m,孔深2.2m,采用Ø32的硝銨炸藥連續裝藥,分段微差起爆。爆破試驗共進行了4次,獲取的振動實測波形資料垂直32組,水平30組。通過回歸分析求得岩體開挖爆破震動速度傳播與衰減規律的經驗公式:

(r=0.940) (r=0.935)
(2)左岸上壩公路實際生產爆破為台階梯段爆破,爆破孔徑φ90mm,孔間排距3.0×2.5m,孔深8-12m,采用耦合間隔裝藥,炸藥單耗0.55~0.6kg/m3,分段微差起爆,爆破測試共進行了6次,獲取震動實測波形資料垂直45組,水平40組。通過回歸分析求得岩體開挖爆破震動速度傳播與衰減規律的經驗公式:

(r=0.915) (r=0.935)
(3)左岸上壩公路預裂爆破,爆破孔徑φ90mm,孔深8-12m,孔間距0.9~1.0m,線裝藥密度0.35~0.45kg/m,爆破測試共進行了四次,獲取震動實測波形資料垂直28組,水平25組。通過回歸分析求得岩體開挖爆破震動速度傳播與衰減規律的經驗公式:

(r=0.90) (r=0.91)
4 試驗成果分析
(1)爆破震動衰減規律與爆破方式、藥量關係密切,由小型爆破試驗和生產爆破測得的經驗公式可以看出,即使在同一地區,根據不同的試驗方法獲得的衰減公式中的K,α值相差較大,如果不加以試驗條件的說明,直接應用回歸的衰減規律指導爆破設計和施工, 勢必造成爆破地震波預測預報的較大誤差。
(2)不同爆破條件下測得的震動速度回歸結果表明,爆破介質臨空麵的夾製作用和震動衰減公式中的場地係數K 有一定的對應關係。同一地區在地質條件基本相同的情況下,夾製作用大,則公式中K值較大;夾製作用小,則K值也減小。
(3)炮孔孔徑和爆源深度對爆破震動衰減規律的影響主要表現在場地係數K 上,試驗回歸結果表明,大孔徑深孔爆破的K值比小孔徑淺孔爆破大的多。
(4)實踐表明,預裂爆破降震率大都在30%以上,效果好的預裂爆破降震率可達50%以上,預裂爆破已成為常用的有效降震措施。但預裂爆破時一般處於較大的夾製約束狀態,其誘發震動的衰減規律中的K、α值與梯段爆破也有很大的差別,在進行爆破地震波預測預報時應加以重視。
(5)根據力學的作用原理,在地質地形條件相似、岩性一致、爆破參數相同的條件下,相對爆源不同方向(爆破抵抗線後衝向、側向或正前方) 的震動衰減規律也是不盡相同的,地震作用最強烈的方向是最小抵抗線W的後方,而側麵較小。分區開挖時,將最小抵抗線方向都控製向河床方向,可以有效的控製爆破飛石,降低爆破震動對酉酬鎮的影響。
5 結語
爆破地震是爆破三大公害中最嚴重的公害,研究爆破地震波的傳播規律及其對建(構)築物的影響程度,目前的主要方法就是進行現場試驗,由於公式中的場地係數、衰減指數受爆破方法、地di形xing地di質zhi條tiao件jian等deng影ying響xiang較jiao大da,即ji使shi在zai同tong一yi地di區qu,也ye會hui發fa生sheng很hen大da變bian化hua,因yin此ci在zai進jin行xing爆bao破po地di震zhen波bo的de預yu測ce預yu報bao時shi必bi須xu采cai用yong相xiang同tong或huo相xiang近jin的de試shi驗yan條tiao件jian下xia獲huo得de的de經jing驗yan公gong式shi,才cai能neng夠gou降jiang低di誤wu差cha。酉you酬chou水shui電dian站zhan壩ba基ji岩yan體ti開kai挖wa爆bao破po施shi工gong過guo程cheng中zhong,根gen據ju不bu同tong部bu位wei的de爆bao破po開kai挖wa條tiao件jian,依yi據ju相xiang應ying的de衰shuai減jian規gui律lv公gong式shi指zhi導dao爆bao破po設she計ji與yu施shi工gong,同tong時shi加jia強qiang施shi工gong期qi的de監jian測ce,最zui大da限xian度du的de減jian少shao了le爆bao破po震zhen動dong對dui爆bao區qu臨lin近jin的de酉you酬chou鎮zhen和he酉you酬chou大da橋qiao的de震zhen害hai影ying響xiang,確que保bao了le施shi工gong安an全quan。
[1] GB6722-2003:爆破安全規程.北京:中國標準出版社,1986.
[2]SL-94:水工建築物岩石基礎開挖工程施工技術規範.北京:水利電力出版社[S],1994.
[3]劉朝榮.工業技術應用數理統計方法[M].湖北科學技術出版社,1985.
[4]張雪亮,黃樹棠. 爆破地震效應[ M ]. 北京:地震出版社,1981.
[5]張新民,舒大強. 預裂爆破震動規律的試驗研究[J ]. 爆破. 2001 ,18 (3);10-12.
|