佛子岭水库溢洪道改造工程拆除爆破振动监测研究分析

邢朝阳

（安徽省·水利部淮委水利科学研究院 蚌埠 233000）

佛子岭水库溢洪道改造工程拆除爆破振动监测研究分析

邢朝阳

（安徽省·水利部淮委水利科学研究院 蚌埠 233000）

通过对爆破振动波时频特性的简介，根据佛子岭水库大坝和溢洪坝的坝体振动监测工程实例，依据国家规程，从而对爆破产生的振动是否对水库大坝和溢洪坝的坝体产生安全影响进行科学的评价。

爆破 时频特性 振动 速度

目前在水电、建筑、交通中存在许多拆除重建的工程需要进行大量的土石方开挖，最经济的施工方法就是爆破。但在实施爆破过程中，会出现爆破振动危害，爆破振动波会在介质中传播，当爆破引起的目标物处的振动速度大于一定的数值时，会引起建筑物、地基的破坏。因此，在爆破振动过程中要实施爆破监测，这样才会减少因爆破振动所引起的不必要的损失，才能提高工程效益和社会效益。

1 爆破振动波时频特性

爆破地震与天然地震主要区别在于时频特征差异。天然地震振动时间较长，一次振动能持续几秒至几十秒，而爆破地震持续时间很短，一次振动只有几十毫秒～几秒，常用的毫秒延期雷管段数为15段以内，15段雷管延时为1s。更长的延时依靠接力传爆，但爆破震动波持续时间大多数在3s以内完成，所以时域特性来看爆破地震的单次记录时间不会很长。另外从振动次数上来看，天然地震常伴有多次余震，而爆破震动大多数是一次完成，也有采石场或某些石方开挖爆破工程中，需要多次爆破或长期生产爆破，地震波作用造成的危害会不断累加，产生疲劳破坏。因此对于多次或长期爆破产生震动应作多段爆破记录。爆破地震波的频域特性上，主振频率较高，一般爆破振动主频在5Hz～300Hz，爆破地震频率受多种因素影响，而建筑物对各频率震波的动力响应关系与振动危害性密切相关。根据国内外众多测试资料分析表明，一方面爆破地震波随着传播距离的增加，其振动主频不断降低；另一方面爆破地震波主频受爆破类型、装药结构、地形地质条件等多种因素影响。为了获得真实的爆破振动信号，在爆破振动检测前应当初步估计爆破地震波的主振频率特征，从而更好地设定记录仪的采样频率、选择合理的传感器响应频率，才能有效地满足爆破振动测试的要求。

2 水库工程简况和爆破振动测试

2.1工程概况

佛子岭水库溢洪道改造工程拟对大坝下土石方进行爆破工作，由于爆破位置距离水库大坝和溢洪坝的坝体较近，为防止爆破振动对坝体造成影响和不必要的经济损失，在实施爆破过程中，须对爆破振动质点的振动速度进行实时监控，为大坝安全提供保障。为检验爆破振动对坝体安全的影响，特在大坝和溢洪坝之间的连接栈桥（1#测点）、大坝东侧端头的坝顶通道上（2#测点）以及李大坝东侧端头以西的第一个弯头的坝顶通道上（3#测点）分别布设了三个测点。测定由爆破引起的3个测点位置上的振动速度峰值。爆破采用毫秒延期分段爆破法进行，共分四段，分别采用MS-2、MS-4、MS-6、MS-8段毫秒延期雷管延期引爆，各段的药量分别为6、20、18和16kg，总药量为60kg。

2.2爆破振动测试系统

本次爆破振动监测采用的是“3PDV-1三向微型智能测振仪”，该测振仪是一种不需要长线传输、能自动记录爆破振动信号的智能化仪器。

测振传感器采用北京测振仪器厂生产的CD-1型动圈式速度传感器，其主要的技术参数：频率范围在10～500Hz；速度灵敏度（单峰值）604mv/（cm/s）；测量误差＜10%。

“3PDV-1三向微型智能测振仪”主要技术参数：采样通道3；数据容量10k字节/每通道；A/D变换精度8bit；采样速度单通道时5000Dot/s，多通道时50～1500 Dot/s（共分八档）；预置点为256，512，1024，2048Dot；触发电压为±0.1，0.2，0.5，1.0v；输入信号有效工作频率范围在DC～1000Hz。

系统经过标定，测试结果可靠。

2.3爆破测点布置

此次测试共布置了3个测点，1#测点布置在大坝和溢洪坝之间的连接中部桥面上，该测点距离爆破中心点30m，2#测点布置在大坝东侧端头的坝顶通道上，该测点距离爆破中心点的直线距离为10m，3#测点布置在2#测点以西的第一个弯头坝顶通道上，该测点距离爆破中心点的直线距离为15m。

2.4爆破测试结果

此次测试得到的3个测点的振动速度最大峰值和主振

频率见表1。

表1 3个测点振动速度最大峰值和主振频率测试结果表

2.5爆破测试结果分析

根据《爆破安全规程》（GB6722-2011）中有关规定，主要类型的建（构）筑物底面质点的安全震动速度是：

土窑洞、土坯房、毛石房屋0.15～1.5cm/s；

一般民用建筑物1.5～3cm/s；

工业和商业建筑物2.5～5cm/s

一般古建筑与古籍0.1～0.5cm/s；

运行中的水电站及发电厂中心控制室设备 0.5～0.9cm/s；

水工隧洞7～15cm/s；

交通隧道10～20cm/s；

矿山巷道15～30cm/s；

永久性岩石高边坡5～15cm/s。

参照上述规定，作为水工隧洞的安全震动速度为7～15cm/s，此次爆破测试得到的各测点的地面振动速度远小于此规定值，因此，此次爆破是安全的，没有对水库大坝和溢洪坝的坝体产生安全产生影响。

3 结语

通过对爆破振动波时频特性的了解，并对佛子岭现场爆破测试分析可知，爆破振动的振动速度峰值和主振频率是爆破振动控制过程中的主控参数，根据测点爆破振动质点速度与国家规程允许安全标准比较，从而评价爆破对建筑物的影响。爆破振动监测为工程进度及工程效益、社会效益提供了可靠的科学依据■

（专栏编辑：顾 梅）