近距離爆破對(duì)鄰近建筑物構(gòu)筑物的影響范圍及安全控制措施

近距離爆破對(duì)鄰近建筑物構(gòu)筑物的影響范圍及安全控制措施

Summary:大型挖山區(qū)爆破施工產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近正在施工的擬建建筑物的安全有著不良的影響。本文根據(jù)爆破時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)的實(shí)際數(shù)據(jù)，分析振動(dòng)的監(jiān)測(cè)成果，評(píng)價(jià)危險(xiǎn)程度并采取了一系列的安全控制措施減少影響，對(duì)類似工程有一定的指導(dǎo)意義。Keys:爆破振動(dòng)安全距離分段延時(shí)爆破減震孔大型挖山區(qū)近距離爆破施工產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物的安全有著不良的影響，過程中爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)會(huì)在一定范圍內(nèi)對(duì)鄰近建筑物造成影響。針對(duì)具體情況項(xiàng)目部專門成立了技術(shù)攻關(guān)小組進(jìn)駐山體爆破區(qū)實(shí)地調(diào)查爆破有害效應(yīng)的技術(shù)分析，確定爆破施工對(duì)現(xiàn)有地物的安全距離和有害效應(yīng)影響評(píng)價(jià)，并制定安全、合理的爆破施工方案，減輕爆破有害效應(yīng)的影響。一.安全允許距離分析根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》(GB6722-21014/XG1-2016)采用下列公式計(jì)算爆破安全允許距離。式中，R為爆破振動(dòng)安全允許距離，單位為米(m)；K、a為與爆破點(diǎn)至保護(hù)對(duì)象的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，在無試驗(yàn)數(shù)據(jù)的條件下，可參考表1選取，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，取K=200、a=1.7；V為保護(hù)對(duì)象所在地安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，單位為厘米每秒(cm/s)，現(xiàn)行《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，新澆筑大體積混凝土(齡期初凝-3d)允許的安全振動(dòng)速度為1.5cm/s，一般民用建筑物允許的安全振動(dòng)速度為1.5cm/s；Q為炸藥量，齊發(fā)爆破取總炸藥量，微差爆破或秒差爆破取最大一段藥量，單位為千克(kg),工程實(shí)際最大一段裝藥量3.6kg。表1爆區(qū)不同巖性的K、a值巖性Ka堅(jiān)硬巖石50～1501.3～1.5中硬巖石150～2501.5～1.8軟巖石250～3501.8～2.0根據(jù)上式可計(jì)算出安全允許距離本工程待拆除廠房、住宅小區(qū)距離爆破區(qū)域最近距離均在百米以外，市政道路及在建工程距離爆破區(qū)域最近距離均在六十米以外。因此，爆破時(shí)不會(huì)對(duì)鄰近建筑物、構(gòu)筑物等造成傷害。二.爆破地震劇烈度確定方法爆破后評(píng)價(jià)地面建筑物的指標(biāo)主要參數(shù)有烈度I、譜裂度S和地面最大速度平均值Vmax。烈度I表示地震時(shí)一定地點(diǎn)的地面震動(dòng)強(qiáng)弱程度，是指該地點(diǎn)一定范圍內(nèi)地面震動(dòng)強(qiáng)度的平均水平。譜裂度S表示了爆破地震作用下，一般建筑物的周期在0.15~0.8s內(nèi)，阻尼比皆為0.05時(shí)，可能出現(xiàn)的最大速度平均值。前蘇聯(lián)專家麥德維捷夫提出的三參數(shù)同比尺距r(折算距離)之間的關(guān)系是：折算距離r的計(jì)算公式為式中，r為折算距離，單位為m/Kg1/3；R為測(cè)點(diǎn)至爆心的距離，單位為m；Q為炸藥量，單位為Kg。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間情況，R為測(cè)點(diǎn)至爆心的距離，最近距離R=66m，Q為炸藥量，Q=3.6Kg,計(jì)算可知：進(jìn)而計(jì)算可知：根據(jù)上述數(shù)據(jù)對(duì)照表2可以得出，爆破時(shí)產(chǎn)生的地震烈度I為3度。在施工爆破安全允許距離之外，不會(huì)對(duì)建筑物及構(gòu)筑物造成損害，但會(huì)影響居民的正常生活。通過對(duì)周邊居民調(diào)研與實(shí)際情況相符，為此應(yīng)該采取一定措施減弱甚至避免此類影響。表2爆破地震烈度烈度I/度震動(dòng)的特征Vmax/(cm/s)s/(cm/s)r/(m/Kg1/3)1只有儀器才能記錄到振動(dòng)＜0.2＜0.2＞1002在靜止?fàn)顟B(tài)下有時(shí)候感覺到振動(dòng)0.2~0.40.3~0.663~1003一些人或知道有爆破的人感覺到振動(dòng)0.4~0.80.6~1.240~634許多人注意到振動(dòng)，窗戶玻璃發(fā)出聲響0.8~1.51.2~2.525~405粉刷的灰粉散落;欲倒塌的房屋發(fā)生破壞1.5~3.02.5~5.016~256抹灰層有細(xì)小裂縫;歪的房屋破壞3.0~6.05.0~10.010~167處于良好的房屋破壞6.0~12.010.0~20.06.3~108房屋嚴(yán)重破壞12.0~24.020.0~40.04.0~6.39房屋毀壞、局部倒塌24.0~48.040.0~80.02.5~4.010~12房屋大量毀壞和倒塌＞48.0＞80.0＜2.5三.安全控制措施及評(píng)價(jià)3.1分段延時(shí)爆破分段延時(shí)爆破技術(shù)是利用延時(shí)雷管或繼爆管使各個(gè)藥包(室)按設(shè)計(jì)的時(shí)間起爆，分散釋放全部能量，即“一次起爆、多段響炮”的爆破技術(shù)。為了降低爆破影響，決定采取分段延時(shí)爆破技術(shù)，具體分段段數(shù)及各段之間的時(shí)間間隔差可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，以便選取符合實(shí)際情況的最佳爆破參數(shù)。為確定延時(shí)爆破間隔時(shí)間，首先進(jìn)行單炮次試驗(yàn)爆破，根據(jù)單炮次的爆破震動(dòng)速度波形圖進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。根據(jù)單炮次爆破震動(dòng)速度波形圖選取峰值進(jìn)行非線性曲線擬合，得到單炮次爆破震動(dòng)速度峰值包絡(luò)線。再通過不同延時(shí)時(shí)間間隔測(cè)點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的震動(dòng)速度確定最優(yōu)的延時(shí)爆破間隔時(shí)間。3.2預(yù)先開設(shè)減震孔截?cái)嗟卣鸩ǖ膫鞑ヂ窂揭部梢詫?shí)現(xiàn)有效減震，通常在爆破源和被保護(hù)建筑物之間開挖一條一定深度和寬度的塹溝，其深度要超過被保護(hù)建筑物地基的深度。在爆源和被保護(hù)建筑物之間產(chǎn)生孔隙面，可作為阻擋爆破地震波的一道屏障。當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑サ竭_(dá)此界面時(shí)，將發(fā)生反射，從而降低爆破震動(dòng)的強(qiáng)度。因?yàn)榫嚯x市政道路及在建工程較近，為了盡量避免爆破時(shí)所帶來的震動(dòng)效應(yīng)，減少震害影響，因此，實(shí)際施工過程中采取鉆減震孔的方案。在距離市政道路及在建工程外圍30m處垂直地面鉆一排減震孔，孔徑130mm，孔深10m(低于在建工程地基)，孔距30cm，直線排列，并在市政道路及在建工程與爆破區(qū)之間施工一條寬約7m，深至地基的開挖溝，可利用其作為減震溝。3.3優(yōu)選最小抵抗線方向根據(jù)最小抵抗線原理，在最小抵抗線平行方向上，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到的約束最小，巖石中容易生成裂縫，壓縮應(yīng)力波能夠最先到達(dá)并且發(fā)生反射，使巖石介質(zhì)裂縫增多，最終破裂成碎塊；爆炸氣體易于沖進(jìn)最小抵抗線方向的巖石裂縫并最終推動(dòng)碎石塊沿著最小抵抗線方向拋出。因此，在最小抵抗線方向上，炸藥爆炸剩余的能量大部分形成空氣沖擊波，少量轉(zhuǎn)化為地震波，地震強(qiáng)度最弱；最小抵抗線相反方向爆破震動(dòng)強(qiáng)度最大，兩側(cè)居中。工程施工過程中，從減震危害綜合考慮，使被保護(hù)建筑物位于最小抵抗線的平行方向或者兩側(cè)位置上。所以爆破區(qū)進(jìn)出路應(yīng)垂直市政道路及在建工程邊界線布置，中深孔排面與市政道路及在建工程界線平行，有利于降低震害影響。3.4減小最小抵抗線在礦巖密度、巖石堅(jiān)固性系數(shù)、炸藥威力不變的情況下減小最小抵抗線，則需減少藥量，這與制定減震措施的初衷一致。減小最小抵抗線從而減少了裝藥量，在同等條件下可以起到減震的效果。四.結(jié)論1.對(duì)于爆破地震，可以采用爆破地震烈度和安全振動(dòng)距離兩種方法評(píng)價(jià)爆破地震危害效應(yīng)。2.在深孔爆破試驗(yàn)時(shí)，采取分段延時(shí)爆破后的地震效應(yīng)比齊發(fā)時(shí)小了很多。3.減震孔和減震溝有效降低了爆破震動(dòng)的強(qiáng)度。4.減小最小抵抗線后，裝藥量隨之減少，減震效果明顯。Reference：[1]李典兵，曲炳強(qiáng)，吳昌曉．地下中深孔爆破震動(dòng)測(cè)試［J］．現(xiàn)代礦業(yè)，2010(8):96-98．[2]李是良，邱進(jìn)芬，李必紅，等．中深孔爆破震動(dòng)效應(yīng)對(duì)鄰近建筑物的影響與安全控制［J］．采礦技術(shù)