爆破振动对建筑物的影响监测

杨 帆，杨嘉明，闫占豹，刘 凯

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

爆破振动对建筑物的影响监测

杨 帆，杨嘉明，闫占豹，刘 凯

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

对岩石、土料场的爆破在很多行业是必不可少的一项工作，由于岩土本身的地质情况、爆破手段、距离及炸药量的多方面影响，爆破对周边建筑物的破坏影响程度也不同，因此在爆破时适时监测到达建筑物的振动波，根据频率的变化分析对建筑物造成的影响，计算相应的最大炸药量值，为施工提供必要的参考资料，既能优化设计方案，又可以为施工节约成本，减少一定的纠纷。

爆破；振动监测；频率；影响；建筑物

坝基、土石料场的爆破开挖在水工土建工程中是很重要的一部分，国家在保护耕地、居民建筑及人身伤害的方面也在逐年加大力度，因此爆破的手段及炸药量的控制成为了施工过程中较难控制的工作。因此爆破振动测试是近几年来施工过程中必须采取的监测手段，一方面通过监测可以指导爆破施工，增进爆破施工效率；另一方面确保被保护物（工区周围人员和建筑物）的安全性，避免纠纷发生，给企业带来利益。

1　原理

爆破振动监测原理是在爆破时，利用监测仪器监测质点振动速度的3个分量值、主振频率及振动速度随时间的衰减变化曲线。对振动波的频率进行分析，评价爆破对建筑物的破坏程度，并根据公式计算已知距离使用的最大爆破炸药量。

爆破振动监测采用国产的L20型爆破测振仪，每套仪器带有三向正交（垂直、横向和轴向）振动速度传感器，同时记录3个方向的爆破地震波形。现场用测绳量出爆破点距监测点的实际距离，X传感器方向指向爆破点，传感器应用石膏泥固定在监测点位置，使其与地面完全耦合。4套可一次记录12组数据，通过分析软件，可读取3个方向的质点振动速度。

2　工程概况

自贡小井沟水利工程，水库大坝位于岷江左岸一级支流越溪河中上游螺蛳凼河段上，距荣县保华镇约6.0 km，距县城40 km，距自贡市85 km。水库总库容量1.68×108m3，正常蓄水位429 m。坝型为面板堆石坝，现已施工。大坝坝长约255 m，坝高87.6 m。工程由大坝枢纽、输水工程、灌溉工程三部分组成。

土石料场有大坝上游的大河坝料场、大坝下游的蚱蜢寺料场，移民安置点对应为天宫坝安置点、杨家山安置点。此次监测是针对大河坝料场爆破对天空坝移民点及附近民房的振动影响。

3　地形　　地质情况及物性参数

枢纽区位于越溪河中上游螺蛳凼河段上，一般河床高程为340～345 m，两岸山脊高程为420～520 m，相对高差为80～180 m，属侵蚀构造低山地貌。坝址区为基本对称的“V”形谷，地形坡度为25°～40°为主，局部陡崖。枢纽区属铁山背斜南东翼，山脊呈NEE向沿铁山背斜展布。谷坡地形受岩性控制，较硬的厚层块状砂岩地段一般基岩裸露，为陡坡峭壁；而软弱岩石地段则为缓坡，覆盖崩积物。

枢纽区分布基岩为三迭系上统须家河组，第四纪全新统松散堆积层为冲洪积层、崩塌堆积层、崩坡积层、坡残积层。岩性为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、碳质页岩、泥质页岩、粉砂岩、砂岩等。

4　工作布置

为了测得爆破对移民安置区的影响，分别在移民点及附近村庄民房作质点振动速度监测，每次4个测试点，1号监测点位于移民点距料场最近处，2号监测点位于罗荣华民房一楼，3号监测点位于李泽明民房一楼，4号监测点位于移民点距料场最远处；为估算土石料场爆破开挖地震波的场地指数K和衰减系数α，在料场爆破位置沿直线方向作质点振动速度监测，每次4个测试点。因爆区半径大、药量多，故选取较大爆心距试验。

5　成果分析

大河坝料场于2014年2月15日17时53分爆破，爆破单响药量为758 kg，总炸药量2 800 kg。爆破位置为大河坝料场II区；梯段微差挤压及边坡预裂，主爆孔排间距为3 m×2.5 m，梅花形布置67个主爆孔；导爆管雷管毫秒段别为Ms07，Ms09，Ms13，Ms15。天空坝移民点及附近民房爆破振动监测数据爆破振动结果见表1。

表1　天空坝移民点及附近民房爆破振动监测数据

数据评估：根据GB6722-2011《爆破安全规程》振动安全标准对于一般民用建筑物要求频率f≤10 Hz时，质点振动速度在1.5～2.0 cm/s范围内；当10 Hz＜f≤50 Hz时，质点振动速度在2.0～2.5 cm/s范围内。此次测量只有4号仪器监测的Y方向质点振动速度频率大于10 Hz，实际监测的振动速度为0.418 8 cm/s，符合标准规定的范围值；其它监测点均在标准规定范围内。

大河坝土石料场爆破开挖采用萨道夫斯基公式回归计算。于2014年2月17日18时15分爆破，爆破单响药量为900 kg，总炸药量3 600 kg。爆破位置为大河坝料场II区；梯段微差挤压及边坡预裂，主爆孔排间距为2.8 m×2.5 m，梅花形布置96个主爆孔；导爆管雷管毫秒段别为Ms07，Ms09，Ms13，Ms15。各点爆破振动矢量合成数据见表2。

表2　爆破振动矢量合成数据

不同爆心距对应的预估算最大单响炸药量见表3。

表3　预估算最大单响炸药量

大河坝和蚱蜢寺土石料场在石料开采爆破过程中，对上述两个移民安置点房屋震动较小，不会对房屋造成结构性影响。

6　建议

1）施工爆破严格按微差爆破设计使用导爆管雷管段别，保证单响炸药量不超过设计用药量。条件允许时尽量选用高段别导爆管雷管，避免爆破能量集中叠加造成震动过大。

2）爆破施工宜采用大抵抗线、掘沟、掏槽等爆破方式，防止炸药能量释放过大、过快，减小对移民安置区的影响程度，充分利用预裂缝的减震效果。

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TU751.9；TV698.1

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1002-0624（2016）01-0042-03

2015-08-07