本文關(guān)鍵詞：水電工程爆破振動安全判據(jù)及應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　爆破開挖在達到工程目的的同時，不可避免地會產(chǎn)生一些負面效應(yīng)，如爆破振動、飛石、沖擊波、噪聲等，其中爆破振動被公認為是爆破施工中最嚴重的負面效應(yīng)，尤其是在鄰近既有建筑物附近進行爆破開挖，爆破振動過大可能會導致建筑物開裂、邊坡失穩(wěn)、洞室坍塌等事故災(zāi)害。國內(nèi)外學者對鄰近建筑物環(huán)境下的爆破振動進行了大量研究，并取得了一系列重要成果。

　　在爆破振動監(jiān)控方面，張正宇等對三峽三期碾壓混凝土圍堰拆除爆破進行了詳細介紹，并提出了相應(yīng)的減震防護措施[1];苗勝坤等對三峽工程不同鄰近建筑物的控制爆破技術(shù)進行了總結(jié)[2];宗琦等通過回歸處理振動速度和爆破藥量關(guān)系，提出了在保證建筑物安全前提下的最大單響藥量[3].在爆破振動安全判據(jù)方面，盧文波等系統(tǒng)介紹了水電行業(yè)采用的有關(guān)巖石高邊坡、地下洞室圍巖、基巖以及新澆混凝土的爆破振動安全判據(jù)，并分析了其中的不足，指出體現(xiàn)幅值、頻率和持續(xù)時間綜合影響的爆破振動安全判據(jù)是未來的努力方向[4];劉曉軍等提出的機電設(shè)備爆破振動安全控制標準為其他工程提供了參考[5];朱奎衛(wèi)對白山抽水蓄能電站施工過程中的爆破振動試驗和安全標準進行了總結(jié)，具有較強的參考意義[6].

　　在鄰近既有水工建筑物環(huán)境下，爆破振動監(jiān)測是預(yù)防和控制爆破振動危害的重要手段�；诖蠖珊由钕獪纤娬九潘酀{廊道開挖工程，通過爆破試驗和對鄰近水工建筑物的振動監(jiān)測，確定安全、高效的爆破開挖參數(shù)，可為其他類似工程提供參考和借鑒。

　　1工程概況

　　深溪溝水電站位于四川省大渡河干流中游漢源縣及甘洛縣境內(nèi)，電站裝機容量660MW,于2011年7月全面投產(chǎn)發(fā)電。在電站運行過程中，由于受到1,2號泄洪洞內(nèi)水外滲和帷幕局部滲漏的影響，廠房安裝間出現(xiàn)了較大滲水情況。為減小外滲水對廠房安裝間和交通洞的長期影響，擬在1號泄洪洞與廠房安裝間之間增設(shè)一條排水兼灌漿廊道，排水灌漿廊道長約185.06m,由原2號施工支洞靠河端布置一條長約165.53m的施工支洞進入施工，排水灌漿廊道與施工支洞均為城門洞型，斷面尺寸為3.0m×3.5m.施工支洞與進廠交通洞近似平行布置，距離約15~40m;排水灌漿廊道洞身段距廠房安裝間端頭約30m,距1號機組約100m,灌排洞末端距上壩交通洞帷幕約9m.

　　可以看出，爆破開挖距已建好的水工建筑物，特別是距離安裝間端墻、交通洞帷幕非常近，因此施工期間需嚴格控制爆破振動，以防對電站的正常運行產(chǎn)生影響。

　　2爆破參數(shù)初擬

　　2.1安全允許振速與最大單響藥量的擬定

　　2.1.1質(zhì)點安全允許振速

　　根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）[7]對安全允許振速的規(guī)定，水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備取值為0.5cm/s;水工隧洞推薦值為7~15cm/s,結(jié)合該工程實際情況取10cm/s.根據(jù)《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5389-2007）[8]規(guī)定，灌漿帷幕安全標準取值為5cm/s（齡期>28d）;對于安裝間高端墻，考慮其結(jié)構(gòu)特點及重要性取2cm/s.

　　2.1.2最大單響藥量的擬定

　　根據(jù)文獻[7],測點振速與測點到爆破區(qū)域距離和單段最大炸藥量有關(guān)，同時與爆破區(qū)域地質(zhì)、爆破方法等因素亦有明顯關(guān)系，相關(guān)計算公式為
　　

　　式中，v為峰值質(zhì)點振動速度，cm/s;Q為單響藥量，kg;R為爆心距，m;K、α是爆破方法、場地條件相關(guān)系數(shù)，與爆破方式、裝藥結(jié)構(gòu)、爆破點至計算點間的地形、地質(zhì)條件密切相關(guān)。在無試驗數(shù)據(jù)的條件下，K、α值可參考表1選取。

　　該工程區(qū)巖石以白云質(zhì)灰?guī)r為主，屬堅硬巖石。因此，參照類似工程，取K=120,α=1.4.

　　結(jié)合實際設(shè)計排水灌漿廊道及施工支洞與廠房和進廠交通洞的距離關(guān)系，通過公式（1）可以計算得到爆破開挖的最大單響藥量。根據(jù)計算結(jié)果初步擬定施工支洞的控制單響藥量為10kg,由進廠交通洞控制；排水灌漿廊道的控制單響藥量為5kg,由安裝間端墻控制。

　　2.2鉆爆參數(shù)擬定

　　施工支洞及排水灌漿廊道的鉆爆參數(shù)嚴格根據(jù)擬定的控制單響藥量設(shè)計。施工支洞具體鉆爆參數(shù)見表2,其中，施工支洞的循環(huán)進尺為1.5m,最大單響藥量為8.4kg;排水灌漿廊道循環(huán)進尺為0.7m,最大單響藥量小于5kg,其他鉆爆參數(shù)與施工支洞類似。

　　實際施工中，為保護上壩交通洞灌漿帷幕不受爆破振動影響，，排水灌漿廊道靠近帷幕一端10m范圍內(nèi)需采取短進尺、弱爆破施工措施，減小爆破振動；灌排洞與進廠交通洞斜交，洞底距進廠交通洞洞頂僅3~4m,該洞段需分層開挖，嚴格控制爆破振動，并在進廠交通洞內(nèi)增設(shè)支撐措施。

　　3爆破振動監(jiān)測

　　3.1監(jiān)測方案

　　為有效保護鄰近水工建筑物的安全運行，分別在廠房機組、上壩交通洞防滲帷幕、安裝間端墻、進廠交通洞等重要建筑物的適當部位布置了爆破振動測試儀。具體監(jiān)測方案如圖1所示。

　　在施工支洞開挖期間，由于爆源距離安裝間端墻、1號機組及防滲帷幕較遠，因此測點主要布置在進廠交通洞；隨著開挖掘進的深入，將不斷向上述部位增加測點；在進行排水灌漿廊道開挖時，測點主要布置在安裝間端墻、1號機組及上壩交通洞防滲帷幕等部位。

　　3.2爆破振動波形圖

　　對施工支洞爆破開挖的每一循環(huán)作業(yè)都進行了爆破振動監(jiān)測。本文僅給出了施工支洞開挖至與排水灌漿廊道交會處距離最近的4號測點的典型波形圖，如圖2所示（圖中自上而下依次為X、Y、Z向）.

　　由圖2可以看出，采用分段延時爆破后，不同雷管段位炸藥爆炸后產(chǎn)生的爆破振動波形分段十分明顯，避免了爆破振動的疊加效應(yīng)，有效削弱了爆破振動峰值。其中，測得水平方向X（指向爆源方向）最大峰值振速為8.39cm/s,振動主頻在40~200Hz之間；水平方向Y（垂直于X向）最大峰值振速為3.84cm/s,振動主頻在50~250Hz之間；豎直方向Z最大峰值振速為5.35cm/s,振動主頻在60~130Hz之間。測試結(jié)果表明，爆破所產(chǎn)生的爆破振動低于規(guī)范規(guī)定的控制標準。

　　3.3監(jiān)測結(jié)果回歸分析

　　根據(jù)施工支洞爆破振動衰減規(guī)律進行回歸分析，其結(jié)果如表3所示。表中R為相關(guān)系數(shù)，表征擬合程度的高低。

　　基于以上回歸規(guī)律，可以看出水平徑向振動速度最大，相應(yīng)的K值為125.9,α值為1.97;將其代入公式（1）,可以推算出根據(jù)現(xiàn)有圍巖條件及安裝間端墻允許振速控制為2cm/s的情況下，排水灌漿廊道開挖的最大允許單響藥量大于10kg,這為后續(xù)提高開挖循環(huán)進尺、加快施工進度提供了可能。

　　4爆破參數(shù)優(yōu)化

　　4.1參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化

　　若根據(jù)原設(shè)計要求，排水灌漿廊道施工單響藥量控制為5kg,循環(huán)進尺0.7m,將嚴重制約施工進度。結(jié)合爆破振動監(jiān)測結(jié)果，經(jīng)綜合分析，將排水灌漿廊道開挖進尺調(diào)整為1.5m,最大單響藥量調(diào)整為8.4kg,其他鉆爆參數(shù)與施工支洞類似，見表2,相應(yīng)的鉆爆設(shè)計圖如圖3所示。

　　4.2監(jiān)測結(jié)果分析

　　按照調(diào)整后的鉆爆參數(shù)進行爆破開挖，并在安裝間端墻、1號機組及上壩交通洞防滲帷幕等部位布置爆破振動監(jiān)測儀。當開挖至正對安裝間端頭（如圖4所示）,監(jiān)測到的最大爆破振動速度如表4所示。可以看出，各部位監(jiān)測到的爆破振動速度均小于設(shè)計值，排水廊道開挖爆破未對現(xiàn)有水工建筑物的正常運行造成影響。

　　4.3工期優(yōu)化效果

　　排水灌漿廊道長約185.06m,根據(jù)原設(shè)計要求，循環(huán)進尺為0.7m,考慮每天2~3循環(huán)作業(yè)，完成開挖約需3.5個月。鉆爆參數(shù)優(yōu)化調(diào)整后，循環(huán)進尺增加至1.5m,實際每天2循環(huán)作業(yè)，完成開挖僅用了約2個月。由此可見，結(jié)合爆破振動監(jiān)測，對數(shù)據(jù)進行回歸分析，并對爆破參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整后，在保證電站正常運行的前提下，大大縮短了施工工期。

　　5結(jié)語
　　
　　目前，深溪溝水電站安裝間排水灌漿廊道施工已經(jīng)完成，整個施工期內(nèi)，爆破開挖未對電站機組的正常運行及其他水工建筑物的安全造成影響。實踐表明，在鄰近水工建筑物環(huán)境下進行爆破開挖，爆破振動現(xiàn)場監(jiān)測十分必要，不僅可以通過前期的爆破振動監(jiān)測和數(shù)據(jù)回歸分析掌握爆破振動衰減的規(guī)律，確�，F(xiàn)有水工建筑物安全和正常運行，還能及時指導修正和優(yōu)化爆破施工參數(shù)，有效加快施工進度，節(jié)省投資，可為類似工程提供經(jīng)驗和借鑒。

　　參考文獻：
　　[1]張正宇，趙根。三峽三期碾壓混凝土圍堰拆除爆破研究[J].工程爆破，2003,9（1）:1-8.
　　[2]苗勝坤，趙峰。三峽工程建（構(gòu)）筑物附近的控制爆破技術(shù)[J].人民長江，2001,32（10）:27-28.
　　[3]宗琦，汪海波。巖石松動爆破振動效應(yīng)對鄰近建筑物影響的監(jiān)控[C]∥第九屆全國工程爆破學術(shù)會議，2008.
　　[4]盧文波，李海波，陳明，等。水電工程爆破振動安全判據(jù)及應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題[J].巖石力學與工程學報，2009,28（8）:1513-1520.
　　[5]劉曉軍，程黎，蘇利軍。機電設(shè)備的爆破振動安全控制標準研究[J].人民長江，2009,4（19）:82-84.
　　[6]朱奎衛(wèi)。復雜環(huán)境下施工爆破對已有建筑物振動影響的研究[J].水利水電技術(shù)，2008,39（6）:56-58.
　　[7]GB6722-2003爆破安全規(guī)程[S].
　　[8]GB5389-2007水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范[S].

  本文關(guān)鍵詞：水電工程爆破振動安全判據(jù)及應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。