水下和陆上减震孔措施在爆破工程中的应用

龚正春

摘要：工程地震爆破效应是工程爆破产生的主要危害之一，如何保证爆破区周围建筑物及基础设施，确保炸礁区邻岸及周边建（构）筑物的安全，对钻孔爆破产生的地震波有害效应的控制是必须的，同时也是地震波传递的重要保障。合理地布置和利用减震孔，科学地选择钻孔位置和布孔方式，并结合测振仪器全面地评价监测结果，对工程爆破施工和爆破工艺的调整，有效地指导钻孔爆破施工，规避工程风险，确保工程的顺利实施起到了重要指导作用，根据实测结果和数值的分析，评价了在工程爆破中对右岸民房的影响，论述了爆破震动的强度，减少了震动效应的措施。

关键词：减震孔措施；钻孔爆破；地震效应；振动监1；工程概况

中图分类号：U445.6文献标识码：A文章编号：2095-3178（2018）19-0385-02

1.1工程位置及地质状况

长江航道重庆维护疏浚船舶基地建设工程在重庆市南岸区峡口

镇境内，位于铜锣峡水道右岸牛耳沱处，与郭家沱隔江相望，上距朝天门约17.4km，航道里程642～642.5km。

根据地质勘察资料，本炸礁工程涉及的岩土主要为砂岩和泥岩，岩层呈单斜状产出，层间结构一般，属硬性结构面，场区内无断层及构造破碎带，裂隙较发育，地质构造相对简单，完整性较好，均须采用钻孔爆破方式破碎岩体。

1.2周边环境

该整治区域周边环境复杂，下游100米～150米处有渔船停泊

点和砂码头，右岸靠近施工区有较多民房、在建码头等建筑设施。炸礁区离右岸民房最近约33米、同时施工区有一大石梁延伸至民房所在区域，周边环境复杂、所属地区为重点保护敏感地带。重点保护对象为右岸施工区附近的居民房和在建码头的基礎设施。附近居民房主要分布在右岸靠近施工区，宽度约33至150m范围内，房屋为2～4层的砖混结构，内侧还有少量土木结构，这是重点监测对象。

1.3有害效应分析

从爆破震动传播方式来看，岩石爆破主要是冲击应力波和爆破

气体作用破碎形成震动传播。冲击波的传播过程分为三个作用区。一是冲击波作用区，离爆源约3～7倍药包半径范围内；二是应力波作用区，范围可达到120～150倍药包半径的距离；三是弹性振动区，

只能引起岩石质点作弹性振动，不使岩石产生破坏。爆破应力波及其作用范围如图1：

图1爆破应力波及作用范围图

通过钻孔爆破方案及减震孔措施要求、地震波监测，合理布置

减震孔位置和钻孔、使地震波监测数据控制在《爆破安全规程》规定的允许值范围内、使建（构）筑物均处于弹性振动区，主要有害效应为地震波的传递。

2钻孔爆破方案设计措施

2.1减震孔工艺流程

本工程地处牛耳沱码头船舶基地敏感地带，周边建构筑物较密集，且距炸礁区较近；港池爆破施工水深约5-12m；为降低爆破震动对周边环境的影响，在水下3-6断面位置设置减震孔，同时为进一步的衰减震动速度，在相同的断面位置距水下减震孔位置20米处布置陆上减震孔，确保工程安全、高效推进施工正常进行，故采用水下和陆上减震孔作业，工艺流程图如2陆上减震孔工艺流程如图3。

2.2减震孔布置方式和施工方法

（1）水下减震孔位置选定

牛耳沱码头港池爆破由于地形复杂、所处位置特殊，炸礁区施

工均由河心往岸一侧逐排、所以对选定减震孔位置是关键，而施工区附近民房是本次爆破保护和监测的重点，根据此情况在水下减

震孔位置选取在3-6断面施工区外5米处，设置两排、三个船次、排距不大于1米、孔距不大于0.3米、炮孔直径：110mm，总长度约60米，自下而上逐个钻孔展布，孔位按梅花形布置，为保证施工质量，钻孔前要仔细的校核施工水位，认真计算水深，精准的算出钻孔的深度，同时要复核应钻孔深和实际孔深，确认减震孔深度大于设计爆破钻孔深度，在钻孔的过程中，要检查船位有无变化和孔距是否符合要求，一旦发现孔位和船位发生了变化，要立

即进行纠正，重新调整船位后进行补钻和补孔，不然就会影响减震孔在施工中的作用。

（2）陆上减震孔位置选定

根据炸礁区周边的实际情况，按照常规和以往多年的施工经验，

只在水下位置打减震孔还不足以保障降低爆破震动的要求，由于在炸礁区6-10断面还有一个大石梁（俗称避风石）与施工区附近民房连成一线，形成一个较近的爆破体，所以实际地形的复杂性决定着要在陆上在设置两排减震孔，形成一个减震带，达到二次衰减降低震动的有效办法，经过认真分析和实际地理位置确定，陆上减震孔位置相距水下减震孔位置20米，与水下减震孔平行布置，处在同一断面，施工设备：陆上行走钻机，炮孔直径：110mm、钻孔间距不大于0.3米、钻孔排距不大于1米，总长度80米，炮孔呈梅花形交错布置。为保证施工质量，钻孔前利用挖机在指定位置修整道路，为行走钻机方便施工钻孔，在每个钻孔位置确认孔口高程，计算出钻孔深度，在钻孔的过程中要进行反复的冲洗，确认孔壁完好，并用覆盖物进行遮挡，防止其他异物回填到孔内影响孔的质量，陆上钻孔比起水下钻孔要容易些，施工中更能保证钻孔的质量，在钻孔中要认真复核钻孔深度，确认减震孔深度大于设计爆破深度，孔位布置严格按要求进行，一旦发现地质或其他原因要立即进行纠正重新补孔，确保减震孔在爆破施工中的重要作用，减震孔位置示意图如图4所示。

3现场实测分析

牛耳沱码头港池爆破及开挖工程施工区附近民房为主要保护对

象，为研究爆破地震波传播过程中衰变规律和对施工区附近民房产生的破坏效应，并在减震孔前后设置布置监测点进行比对。

本工程采用水下钻孔爆破方法进行施工，考虑到炸礁区位置的特殊性、水文条件和地质条件的复杂性，因此选择一套适用于本工程的监测系统确保周边建（构）筑物的安全。根据现场特点，需要采用体积小、重量轻、便于携带的多点监测设备，故采用USB-3850爆破测试系统。

3.1系统布置

针对炸礁区周边民房较近的特点和监测要求，同时检验减震孔

形成的减震带（沟）对地震波的衰减值，本工程采用在减震孔前后不同区域多点多次监测，每次监测根据周边不同房屋位置布设爆破振动监测点。监测点布设于陆上减震孔前后、测点均布设在平整、干净的砼地基或基岩面上，用黄油固结好速度传感器。

3.2监测信息，

根据监测设计方案进行多次爆破振动的监测，取多组振动数据。

典型质点波形图如5所示。

图5典型质点波形图

从振动响应方面分析，不同地基的结构物有不同的固有频率，

考虑到共振效应，振动响应包括频率参数。综合考虑爆破地震波的强度、频谱、作用时间的影响，建立以质点振动速度峰值为主、频谱和作用时间为辅的多参数分析，统计汇总最大爆破振动速度。

3.3爆破振动监测结果与评价

从爆破振动测试和验算的结果可知，通过在水下和陆上两处位

置设置减震孔是可行和合理的，爆破的衰减值达到了预期的效果，监测得知其爆破振动对周围建筑物的影响微小。

根据GB6722-2014《爆破安全規程》第6.2条爆破振动安全距离的要求和爆破振动验算结果表明：本工程水下钻孔爆破距离最近的建（构）筑物最大振动速度分别为0.38cm/s；当水平距离在75m时爆破振动速度已衰减至0.25cm/s，随着水平距离的增加，爆破振动值随之衰减加快。从上述数据可知，本水下钻孔爆破由于地形和地质的特殊性，施工区局部地方在爆破时对最近的民房会有轻微的振动，其爆破振动速度均在安全规范允许的范围之内，同时运用科学的布孔方式、合理的利用爆破参数，不会给炸礁区周边的居民房屋建筑物产生危害。

4结束语

牛耳沱码头港池爆破及开挖工程水下钻孔爆破正在有序向前推

进，减震孔的设置在本工程中的运用得到了充分的展现，运用GPS对现场周边建（构）筑物进行测量绘图，并根据建（构）筑物的结构及其与爆破点的距离分析设定监测点，精心设计爆破方案，采用科学合理的爆破参数、起爆网路，使建（构）筑物的振动速度值控制在相关规范允许值范围内，确保了两岸居民房等建（构）筑物的安全。对于类似水下钻孔爆破工程的爆破设计及爆破地震波监测具有参考价值。

参考文献

[1]《水运工程爆破技术规范》[M].（JTS204-2008）；

[2]《爆破安全规程》[M]（GB6722-2014）

[3]爆破减震实例探讨[J].爆破器材；

[4]汪旭光等.爆破设计与施工[M].冶金工业出版社.