降低爆破振動速度三種措施的有效性研究

王晨浩

摘 要：在爆破生產活動中，控制爆破參數，降低爆破振速，控制對保護對象的不利影響，一直是爆破施工重點之一。結合實際情況，合理利用爆破振動特點，采用控制變量法進行了計劃與探究。調整合適的總藥量和最大單響藥量、多段微差延時起爆是三種較常見的降低爆破振動不利影響的有效措施。在分析爆破振動特征基礎上，建立爆破振動對比模型，探究三種措施對降低爆破振動速度的有效性。

關鍵詞：爆破振動；爆破藥量；微差延時起爆；最大單響藥量

中圖分類號：TD235.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.080

隨著爆破技術的廣泛應用，人們越來越關注爆破振動對周圍環境和構筑物造成的不利影響（比如爆破作用引起的震動、空氣沖擊波、噪聲、有毒氣體、飛石等），尤其是爆破振動。在現場施工過程中，許多降低爆破振動影響的措施被充分采用，其中，較為普遍的防治措施包括調整合適的總藥量和最大單響藥量、多段微差延時起爆。

為了便于準確指導爆破施工，控制爆破振動參數，本文以杭州市某工程引水隧洞爆破施工為例，評價調整爆破總藥量、最大單響藥量、微差延時起爆三種措施對降低爆破振動的有效影響。

1 爆破振動的特征

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。

我國在《爆破安全規程》（GB 6722—2014）中，對建筑物安全采用安全允許振動速度和安全允許距離進行爆破安全評價。

1.1 安全允許振動速度

爆破振動對不同類型建筑物、設施設備和其他保護對象的振動影響采用不同的安全判據和允許標準，如表1所示。

1.2 安全允許距離

根據爆破振動安全允許距離公式：

式（1）中：R為爆破振動安全允許距離，m；V為保護對象所在地的安全允許指點振速，cm/s；Q為炸藥量，kg；K，α為與爆破點至保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數。

安全允許距離與炸藥量、安全允許振速和地形地質條件有關。

2 爆破振動對比模型

工程隧洞為弧形進山，后軸線呈北西走向。研究期間，爆破點按2.5 m/炮緩慢進尺進行爆破作業。工程區西南部存在某水庫，布設爆破安全監測點于水庫壩頂，距安全監測點距離約134 m，大壩安全允許振速為0.5 cm/s。

爆破點距離水庫直線距離小于安全允許距離，且隨著工程推進會逐步接近水庫最小安全距離，見圖1.通過安全監測，所得最大爆破振速值逐步接近大壩安全允許振速臨界值，工程必須采用相應方法控制爆破參數，降低爆破振速值，以達到滿足規范要求，避免對水庫大壩安全造成威脅。

根據工程實際情況，并結合理論知識，擬定了4種工況進行調整爆破參數，以便于尋求有效控制爆破振動影響措施。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，延時起爆；

工況3：總裝藥量為96.0 kg，最大單響藥量為7 kg，延時起爆；

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。

在各個工況下，均對水庫大壩爆破振動安全監測點進行了監測，監測結果如表2和圖2所示。

工況中，爆破起爆點進尺速度較小，距監測點距離近似相同，保護對象為水庫大壩，地形地質條件相同，因此對爆破振動影響最大的變量為炸藥量和爆破設計方式。

本次采用控制變量法進行模型建立和監測，根據監測結果，在爆破總藥量和最大單響藥量相同的情況下，延時起爆設計對降低爆破振動速度效果不明顯；在爆破總藥量和爆破設計方式相同的情況下，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，適當降低總藥量和最大單響藥量能有效降低最大爆破振動速度。

3 結論

本次模型綜合比較了控制爆破總藥量和最大單響藥量、微差延時起爆三種措施對降低爆破振動振速的有效效果，結果如下：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本次微差延時起爆對境地爆破振動速度效果不明顯，不排除本次微差時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有效措施之外，較普遍的防治措施還包括采用松動爆破、選擇合理的孔網參數和裝藥結構、選擇合適的炸藥和傳爆方向、綜合地形地質條件進行減震等。希望在施工過程中能綜合利用各種措施降低爆破振動影響。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕