深圳场平石方爆破振动效应分析

    布心小区场平I程开挖瀑破石方量约15500 m³，岩石为普坚石(风化大理岩)，较破碎，开挖深度2～6 m。采用钻孔控制爆破法施工，使用F40 mm的浅眼小台阶控制爆破。

    场平工程场地位于深圳市布心村，北面为特区二线铁丝网，网外为居民住宅楼，距爆区约100 m；东面距工地35 m为华秀花园l栋、2栋多层居民住宅楼；西面隔小区公路有泰和花园①～⑤号和春晓苑1～3栋多层住宅楼，与爆区距离约35 m；南面隔小区公路有城建集团太自居11号楼和14号楼，与爆区距离约40 m，东南面还有城建集团太自居幼儿园的两栋小楼。环境如图l所示。

  

 

    本工程采用毫秒爆破，炮孔间距1.1 m，排距0.7 m，每次起爆5排，分4段起爆，延时间隔25 ms，炸药单耗为1.2 kg／m³，采用电起爆系统。

 

本次测试的目的是为了找出此处爆破振动传播规律，以此来指导爆破施工，确定单段最大药量和安全防护距离。共进行了3次爆破振动传播规律的测试。每次测试时均以爆源中心为起点布置一条测线，测线上以一定间距分布测点，测试各测点垂直方向的地面振动速度。为保证测试数据的准确性，测点位置处用粘结剂将铁板牢牢粘在基岩上，传感器通过底座的磁铁固定于铁板上，从而保证了传感器与基岩一起振动。每次在起爆前打开自记仪，以防止仪器的误触发。

 

表l 药量、距离与振速测量情况表(8月4日)

测点编号	单段最大药量/kg	距爆源距离/m	比例距离/（R/Q-1/3）	振动速度/（cm/s）
1	27	49.6	0.061	1.031
2	27	54.9	0.055	0.828
3	27	62.0	0.048	0.63
4	27	70.0	0.043	0.2188
5	27	77.9	0.039	0.4453
6	27	82.0	0.037	0.508
7	27	86.0	0.035	0.4219
8	27	90.4	0.033	0.5

 

表2 药量、距离与振速测量情况表(8月6日)

测点编号	单段最大药量/kg	距爆源距离/m	比例距离/（R/Q-1/3）	振动速度/（cm/s）
9	12	33.8	0.0677	0.969
10	12	59.5	0.0386	0.7031
11	12	72.5	0.0316	0.1563
12	12	79.5	0.0288	0.2431
13	12	87.1	0.0263	0.1797

 

表3 药量、距离与振速测量情况表(8月10日)

测点编号	单段最大药量/kg	距爆源距离/m	比例距离/（R/Q-1/3）	振动速度/（cm/s）
14	10	47.77	0.0451	0.6405
15	10	64.31	0.0335	0.539
16	10	69.5	0.031	0.297
17	10	74.28	0.029	0.2656
18	10	81.6	0.0264	0.1641

 

在土岩类介质中爆破振动速度的传播遵循以下规律：

 

在这里，定义 X=R/Q^1/3 为比例距离，上式就可变为：

式中：V为质点振动速度，cm/s；Q为单段最大药量，kg；R为质点距爆源距离，m；K、a为场地系数和衰减指数。

    根据所测试的18个数据，运用最小二乘法回归出一条最优曲线，从而得到在这种环境条件下的场地系数和衰减指数K、a值。

    回归出的曲线如图2所示。

    拟合出的公式为：

    回归的相关系数为0.8408，表明拟合良好。

据此，该地区的场地系数和衰减指数K、a值为：K=143.17，a=1.79。

 

 

 

    (1)爆破振动测试中，分析数据的合理性是极其重要的。在本次测试中，我们测到爆破振动的一个异常波形如图3所示。

 

 

 

    它对应的最大值为0.48 cm／s，而此波形对应的单段最大药量是27 kg，距离爆源45 m，所得结果有异常。经仔细检查，发现在测试点处是一块大孤石，且周围有较多的碎块。正是由于上述原因，使得振动在此孤石上衰减很快。因此，我们在以后的测试中，应注意选点，防止测点选在大块孤石上，造成数据失真。

    (2)经频谱分析(图4)，本场平工程的爆破振动特征频率为48.5 Hz。此频率与当地建筑物的自振频率相差较大，对它们的影响较小，故在此种条件下，爆破振动对建筑物不会造成任何危害。

 

 

 

(3)通过数据处理，找出了此处的振动传播规律，指导了下一步的施工。