降低爆破振動(dòng)速度三種措施的有效性研究

王晨浩

摘 要：在爆破生產(chǎn)活動(dòng)中，控制爆破參數(shù)，降低爆破振速，控制對(duì)保護(hù)對(duì)象的不利影響，一直是爆破施工重點(diǎn)之一。結(jié)合實(shí)際情況，合理利用爆破振動(dòng)特點(diǎn)，采用控制變量法進(jìn)行了計(jì)劃與探究。調(diào)整合適的總藥量和最大單響藥量、多段微差延時(shí)起爆是三種較常見(jiàn)的降低爆破振動(dòng)不利影響的有效措施。在分析爆破振動(dòng)特征基礎(chǔ)上，建立爆破振動(dòng)對(duì)比模型，探究三種措施對(duì)降低爆破振動(dòng)速度的有效性。

關(guān)鍵詞：爆破振動(dòng)；爆破藥量；微差延時(shí)起爆；最大單響藥量

中圖分類(lèi)號(hào)：TD235.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.080

隨著爆破技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注爆破振動(dòng)對(duì)周?chē)h(huán)境和構(gòu)筑物造成的不利影響（比如爆破作用引起的震動(dòng)、空氣沖擊波、噪聲、有毒氣體、飛石等），尤其是爆破振動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，許多降低爆破振動(dòng)影響的措施被充分采用，其中，較為普遍的防治措施包括調(diào)整合適的總藥量和最大單響藥量、多段微差延時(shí)起爆。

為了便于準(zhǔn)確指導(dǎo)爆破施工，控制爆破振動(dòng)參數(shù)，本文以杭州市某工程引水隧洞爆破施工為例，評(píng)價(jià)調(diào)整爆破總藥量、最大單響藥量、微差延時(shí)起爆三種措施對(duì)降低爆破振動(dòng)的有效影響。

1 爆破振動(dòng)的特征

爆破地震波包括體積波和表面波。體積波由縱波（P波）、橫波（S波）組成，表面波主要是瑞利波（R波）。爆破過(guò)程中造成巖石破裂的主要原因是體波的作用，而造成地震破壞的主要原因是面波的作用。

我國(guó)在《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2014）中，對(duì)建筑物安全采用安全允許振動(dòng)速度和安全允許距離進(jìn)行爆破安全評(píng)價(jià)。

1.1 安全允許振動(dòng)速度

爆破振動(dòng)對(duì)不同類(lèi)型建筑物、設(shè)施設(shè)備和其他保護(hù)對(duì)象的振動(dòng)影響采用不同的安全判據(jù)和允許標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

1.2 安全允許距離

根據(jù)爆破振動(dòng)安全允許距離公式：

式（1）中：R為爆破振動(dòng)安全允許距離，m；V為保護(hù)對(duì)象所在地的安全允許指點(diǎn)振速，cm/s；Q為炸藥量，kg；K，α為與爆破點(diǎn)至保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

安全允許距離與炸藥量、安全允許振速和地形地質(zhì)條件有關(guān)。

2 爆破振動(dòng)對(duì)比模型

工程隧洞為弧形進(jìn)山，后軸線呈北西走向。研究期間，爆破點(diǎn)按2.5 m/炮緩慢進(jìn)尺進(jìn)行爆破作業(yè)。工程區(qū)西南部存在某水庫(kù)，布設(shè)爆破安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)于水庫(kù)壩頂，距安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離約134 m，大壩安全允許振速為0.5 cm/s。

爆破點(diǎn)距離水庫(kù)直線距離小于安全允許距離，且隨著工程推進(jìn)會(huì)逐步接近水庫(kù)最小安全距離，見(jiàn)圖1.通過(guò)安全監(jiān)測(cè)，所得最大爆破振速值逐步接近大壩安全允許振速臨界值，工程必須采用相應(yīng)方法控制爆破參數(shù)，降低爆破振速值，以達(dá)到滿(mǎn)足規(guī)范要求，避免對(duì)水庫(kù)大壩安全造成威脅。

根據(jù)工程實(shí)際情況，并結(jié)合理論知識(shí)，擬定了4種工況進(jìn)行調(diào)整爆破參數(shù)，以便于尋求有效控制爆破振動(dòng)影響措施。具體工況如下：

工況1：總裝藥量為96.0 kg，最大單響藥量為17 kg，正常起爆；

工況2：總裝藥量為96.0 kg，最大單響藥量為17 kg，延時(shí)起爆；

工況3：總裝藥量為96.0 kg，最大單響藥量為7 kg，延時(shí)起爆；

工況4：總裝藥量為88.0 kg，最大單響藥量為16 kg，正常起爆。

注：工況中的“正常爆破”采用三段起爆方式，第一段為最大單響藥量，各段間隔0.2～0.3 s；“延時(shí)爆破”采用四段起爆方式，第一段為最大單響藥量，各段間隔為0.2～0.4 s。

在各個(gè)工況下，均對(duì)水庫(kù)大壩爆破振動(dòng)安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2和圖2所示。

工況中，爆破起爆點(diǎn)進(jìn)尺速度較小，距監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離近似相同，保護(hù)對(duì)象為水庫(kù)大壩，地形地質(zhì)條件相同，因此對(duì)爆破振動(dòng)影響最大的變量為炸藥量和爆破設(shè)計(jì)方式。

本次采用控制變量法進(jìn)行模型建立和監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，在爆破總藥量和最大單響藥量相同的情況下，延時(shí)起爆設(shè)計(jì)對(duì)降低爆破振動(dòng)速度效果不明顯；在爆破總藥量和爆破設(shè)計(jì)方式相同的情況下，降低最大單響藥量能有效降低最大爆破振速；在爆破方式相同的情況下，適當(dāng)降低總藥量和最大單響藥量能有效降低最大爆破振動(dòng)速度。

3 結(jié)論

本次模型綜合比較了控制爆破總藥量和最大單響藥量、微差延時(shí)起爆三種措施對(duì)降低爆破振動(dòng)振速的有效效果，結(jié)果如下：①降低爆破最有效的是控制最大單響藥量，降低爆破總藥量次之；②本次微差延時(shí)起爆對(duì)境地爆破振動(dòng)速度效果不明顯，不排除本次微差時(shí)間未能控制好或因人為因素影響。

除了本文介紹的三種降低爆破振動(dòng)有效措施之外，較普遍的防治措施還包括采用松動(dòng)爆破、選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)和裝藥結(jié)構(gòu)、選擇合適的炸藥和傳爆方向、綜合地形地質(zhì)條件進(jìn)行減震等。希望在施工過(guò)程中能綜合利用各種措施降低爆破振動(dòng)影響。

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〔編輯：劉曉芳〕