淺談爆破振動效應在田灣取水明渠中的控制

張志偉

【摘 要】隨著爆破技術的不斷發展，爆破擠淤技術逐漸在防波堤、護岸、圍堰等工程得到廣泛應用，爆破擠淤置換的淤泥的厚度也越來越大，個別區域可達30m以上，需要的炸藥量也越大。在施工中如何既能保證塊石落底，又能減少爆破振動效應的危害，將是工程爆破技術人員面臨一大難題。本文結合工程實例，針對爆破擠淤在田灣取水明渠的施工，淺談下如何通過對爆破振動監測和分析，以減少爆破振動對周圍建筑的危害。

【關鍵詞】爆破擠淤；爆破振動監測和分析；爆破危害效應控制

1 工程概況

1）田灣核電站位于江蘇省連云港市連云區宿城鄉，擴建工程5、6號機組位于田灣核電站二期工程西北側的船山，廠址地理坐標：東經119°26′26″～119°27′33″，北緯34°41′08″～34°41′08″21°，其中5、6號機組取水明渠工程爆破擠淤填石施工包括南導流堤爆破擠淤填石成堤分項工程、北導流堤爆破擠淤填石成堤分項工程；南、北導流堤均分兩階段施工，其中南導流堤第一階段長1542.849m，爆炸擠淤填石2749755.2m3，第二階段長3227m，爆炸擠淤填石3180789.4m3；北導流堤第一階段長2128.039m，爆炸擠淤填石3089976m3，第二階段長度長為500m，爆炸擠淤填石492840m3。

2）工程地質：自上而下為第四系全新統海相（Q4m）淤泥層、第四系全新統沖海積（Q4al+m）粘土、砂土以及第四系中更新統沖坡積（Q2al+dl）粘土、砂土，下伏基巖為云臺組第三巖性段（Pt2-3Y3）二長淺粒巖。南堤淤泥厚11.56～34.91m；北堤淤泥厚10.63～27.75m。

3）潮汐：根據里面資料顯示：平均高潮1.92m，平均低潮（-1.77m），平均潮差（3.69m）。

2 爆破擠淤原理及安全允許距離

2.1 爆破擠淤原理

在拋石體外緣一定距離和深度的淤泥質軟基中埋放藥包群，起爆瞬間在淤泥中形成空腔，拋石體隨即坍塌充填空腔，經多次爆破推進，最終達到置換淤泥的方法。在深厚淤泥的處理中，淤泥中爆炸空腔很難達到底部，做不到在瞬間完成全部置換的目的，需要經過多次振動才能達到全部置換的要求。

2.2 爆破安全允許距離

本工程距最近的房屋建筑物約500m，爆破振動安全允許速度按照一般民用建筑物2cm/s控制，堤根400m內每段起爆藥量不超過200kg，400m～1000m段落內，每段起爆藥量200～300kg左右，超過1000m后，每段起爆藥量300～400kg左右。爆破作業時，每段起爆藥量可根據現場測震結果進行調整。

3 爆破振動監測及分析

3.1 對爆破振動波形分析

由于JY02（后山組民房）距離爆破區域的距離最近，將JY02（后山組民房）的爆破振動信號作為分析對象，在施工過程中，選擇了振動峰值較大的BD022、BD033和BD036這3個炮次進行分析，具體如下：

以下是各炮次在JY02和JY03測點測得信號的波形：

3.1.1 BD022炮次

3.1.2 BD033炮次

3.1.3 BD036炮次

從波形圖可以看出，每一炮的振動持續時間都在1.0s～1.5s之間。3個炮次V方向的波形可一較明顯地看出波形峰值的間隔，高段分段效果比較明顯；R和T兩個水平方向分量的波形分段效果不是很明顯。

相比較而言，JY033和JY036兩炮持續時間更長，約為1s；而JY022炮次從V和T方向來看，其振動持續時間較短，約為0.5s，波峰較少，說明分段效果不是很好，可能由于低段間隔較短，段間裝藥爆炸產生的地震波產生了疊加放大效應，使得振動速度峰值較大。

國內礦山的工程試驗表明，采用毫秒爆破與采用齊發爆破相比，平均降震率約50%左右，分段數越多，降震效果越好。實踐證明，間隔時間大于100ms時降震效果較明顯；間隔時間小于100ms時各段爆破產生的地震波還不能顯著分開[2]。

建議爆破施工在保障施工質量和效果的前提下，采取適當措施，使段間間隔適當增大，減小波形疊加放大效應。另外，對裝藥孔間距要嚴格把關，避免殉爆情況的發生。

3.2 爆破振動影響因素分析總結

通過以上分析，可知：

1）在施工過程中，通過加強對爆破振動波的分析，找出爆破振動值較大的原因，在確保工程質量的前提下，不斷調整最大單段和總裝藥量，適當加大每段起爆藥量間隔時間，減少爆破危害效應對周圍建筑物的影響。

2）在施工過程中，為減少每次起爆的總裝藥量，還采取了以下措施：提高拋填高程，利用石料的自重擠淤；減少每炮進尺尺度，減少一次爆破排出淤泥的量。

4 結語

隨著爆破擠淤技術逐漸在防波堤、護岸、圍堰等工程廣泛應用，爆破擠淤置換的淤泥的厚度也越來越大，爆破擠淤振動對附近周圍建筑的影響也越來越明顯。在施工過程中，通過采取微差爆破、控制一次單段和最大裝藥量，加強對爆破擠淤振動速度等數據的研究分析，明晰爆破擠淤振動特性，并不斷調整爆破參數，不但確保了周圍建筑的安全，還確保了塊石落底，達到爆破擠淤置換的最終目的。

【參考文獻】

[1]JTS204-2008水運工程爆破爆破技術[S].

[2]于亞倫.工程爆破理論與技術[M].冶金工業出版社.

[責任編輯：田吉捷]