隧道爆破施工對毗鄰房屋結構安全影響評價

李彩華 李安亮 王文華

（重慶華盛檢測技術有限公司 重慶市北碚區 400700）

1 概述

隧道爆破施工過程中，炸藥爆炸瞬間釋放的能量以地震波的形式向四周傳播，傳播到房屋基礎引起結構振動，造成房屋受損。本文以隧道爆破工程實例，從爆破振動測試結果、爆破理論計算以及房屋現狀來綜合評價爆破對房屋的影響，為爆破施工涉及糾紛鑒定提供綜合分析方法。

2 工程概況

某鐵路樞紐東環線建設項目中喬子堡一號隧道、貓埡口隧道爆破施工過程疑似對重慶江北復盛鎮華山村1社陳某某自建房造成一定影響。該房屋共2層，修建于90年代初，結構形式為石砌結構。基礎采用條石條形基礎，主要承重構件有：承重墻（厚200mm）、磚柱、挑梁、過梁、預制槽型板、木屋架等，承重墻采用條石、石灰砂漿砌筑。屋面形式為非上人雙向斜屋面，采用木結構搭建，鋪設小青瓦。

3 振動測試

根據現場踏勘、測量，并結合隧道施工設計平面圖，得出該房屋位于喬子堡一號隧道DK72+515處正上方，房屋地坪標高為281.8m，喬子堡一號隧道DK72+515處洞口頂標高為227.36m，故可以計算該房屋距離喬子堡隧道直線距離為54.44m。

喬子堡一號隧道DK72+385～DK72+660段為Ⅳ級圍巖，隧道分上下臺階及仰拱四部分爆破，上臺階共分8段延時起爆，第5段起爆的輔助孔一次起爆藥量最大，單孔裝藥0.9kg，共23孔同時起爆，藥量為20.7kg。

本次振動測試采用爆破測振儀，將拾振器固定于基礎之上，所采集的有效數據處理后，得出質點峰值振動速度（主頻率）見表1。

表1 爆破振動監測結果

地面建筑物、電站（廠）中心控制室設備、隧道與巷道、巖石高邊坡和新澆大體積混凝土的爆破振動判據，采用保護對象所在地基礎質點峰值振動速度和主振頻率。安全允許標準見表2。

表2 爆破振動安全允許標準

該房屋為毛石房屋，從主頻率因素看，測點的主頻率：10Hz＜f≤50Hz，而石砌房屋的固有頻率一般小于10Hz，故爆破振動不會引起房屋共振。但最大振動速度超過安全允許質點振動速度0.45～0.9cm/s，故爆破震動會對重慶江北復盛鎮華山村1社陳某某自建房主體結構的安全造成影響。

4 爆破振動速度計算

依據施工總包單位提供的爆破專項施工方案及相關資料，以及《建筑地基基礎設計規范》（GB50007—2011），爆破巖石為軟巖石，K、α值參考《爆破安全規程》（GB6722—2014）13.2.2條表3分別取為300與1.9。炸藥量與實例爆破取值一致，即Q=20.7kg。

依據《爆破安全規程》（GB6722—2014）13.2.4條公式1：

推導出振動速度：

經計算得出：該房屋基礎質點的振動速度V值為1.087cm/s。故爆破震動會對重慶江北復盛鎮華山村1社陳某某自建房主體結構的安全造成影響。

5 房屋現狀鑒定

采用裂縫綜合測試儀、鋼卷尺對房屋病害情況進行調查，并依次標記、記錄，調查結果見圖1～圖4、表3。

圖1 承重墻開裂

圖2 承重墻開裂

圖3 條石過梁開裂

圖4 承重墻開裂

表3 外觀鑒定結果

該房屋1層主要構件包括承重橫墻、磚柱、挑梁、過梁、預制槽型板等，該層主要構件集內不含有du級構件，含Cu級構件（含量多于15%且不多于40%），該層主要構件集評定為CU級。該層一般構件包括自承重縱墻，一般構件集內不含有du級構件，含Cu級構件（含量多于20%且不多于40%），該層一般構件集可評定為Cu級。根據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）7.3.7條判定該代表層評定等級為Cu級。

該房屋2層主要構件包括承重橫墻、過梁、木屋架等，木屋架存在輕度腐蝕現象，該層主要構件集可評定為BU級。該層一般構件包括自承重縱墻，一般構件集內不含有du級構件，含Cu級構件（含量多于20%且不多于40%）一般構件集可評定為Cu級。根據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）7.3.7條判定該代表層評定等級為Bu級，見圖5、圖6。

根據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）7.3.8，各代表層含Cu級且不含Du級代表層，但Cu級含量多于15%且不多于50%；該建筑結構承載功能評定為Cu級。該房屋整體安全性等級評定為Csu級。

6 分析與結論

根據爆破振動測試結果、爆破理論計算結果以及房屋現狀鑒定結果，綜合得出如下結論：

（1）該建筑承重墻采用條石與石灰砂漿砌筑，條石平整度較差，砌筑時砌塊空隙填充欠密實，砂漿不飽滿，砌塊之間連接較弱，在外部環境（如雨水侵蝕、外部振動、沖擊）影響下造成內部砌塊蠕動變形，造成墻體抹灰層在抗拉強度最小處拉裂。

圖5 陳某某自建房1層建筑平面

圖6 陳某某自建房2層建筑平面

（2）爆破振動傳播到基礎頂點實測最大振動速度與理論計算相差較小，當在已知爆破點距房屋距離、最大單段裝藥量（齊發爆破總藥量），且爆破施工已完成，直接測振動速度有困難時，可計算基礎質點振動速度，但K、α取值對計算結果影響較大，故理論反算振動速度可作為鑒定參考。

（3）在處理隧道爆破施工方與周邊建筑居民房糾紛問題時，可根據爆破振動實測振速、爆破理論計算振動速度以及房屋現狀鑒定結果，綜合判定隧道爆破施工對周邊建筑物造成的影響。

例如當實測振動速度大于破振動安全允許標準，而房屋現狀鑒定結果基本無損害，則可以視房屋鑒定情況作出評價。事實上，對于某種結構形式的房屋，《爆破安全規程》（GB6722—2014）給出的安全允許質點振動速度為一個范圍，而影響房屋抗振性能因素較多，如同種結構形式的房屋，當施工質量、材料強度、地基環境、房屋使用年限不同，其抗振動性能也不同。