减小药室爆破对周围爆破地震影响.docx

1、减小药室爆破对周围爆破地震影响减小药室爆破对周围爆破地震影响摘要： 通过 分析 实例，提出了药室爆破时控制爆破震动的 方法 。分析了条形药包爆破药量 计算 、装药结构等和爆破地震效应存在的 问题 及其对策。 关键词： 药室爆破爆破地震 振速 岩土工程中爆破引起的地震危及周围建筑物、构筑物和附近村庄民房的安全，特别是在药室大爆破时，由于总装药量与最大一段药量都比较大，所产生的爆破地震振速也大，爆破震动对周围环境的破坏效应也大，更值得重视和认真对待。 爆炸地震波在岩土介质中的传播和衰减 规律 ，到 目前 为止，还没有一个统一的力学模型可以全面描述它的本质。因而，所有的数值计算结果与实测资料之间常出

2、现较大差异。为此，进行 理论 与实践的探讨求出新的公式是十分必要的；但在目前情况下，选择现有经验公式，认真试验求取有关的参数值，从而求得更为逼近真实的结果，是一个较为可行的途径。如在工程中，采用萨道夫斯基经验公式，认真选择求取有关参数，求出最大一段装药量后，使振速控制在爆破安全规程 (GB6722-86) 规定的安全振速范围内，从而使爆破地震的 影响 减小到允许的程度。 1 工程概况 进行药室爆破的君山位于某厂区，其岩石物理性质为：单向抗压强度为 100 120MPa(f=10 12) ，单向抗拉强度为 6MPa ，密度 2.6t/m 3 ，岩层属于厚层石灰岩，山体表土覆盖较少，山体内有小溶洞

3、裂隙等。在平整场地时，曾对其边坡进行修整，由于山体裂隙断层的存在，经雨水的冲刷，多次发生山体滑坡，危及厂房和运输通道，故决定对其分东西两部分进行大爆破，以消除隐患。 1.1 爆区情况 东部爆区长 112m ，宽 50m ，爆破高度约 40m ，导硐设计标高 +1 240m 。其东侧为 农田 ，南侧距厂房 100m ，西侧为西部爆区，北侧距最近的村庄民房 134m 。 西部爆区长 75m ，宽 40m ，爆高约 30m ，导硐设计标高 +1 250m 。东侧为东部爆区，南侧距库房 100m ，西侧距电力室 120m ，北侧距最近村庄民房 95m 。西部爆区起爆晚于东部，以便在东侧形成 1 个空间

4、，减少飞石对民房造成的损失。 1.2 爆破要求 (1) 由于东西部爆区的北侧有民房和村庄，应避免爆破地震、飞石等的影响和危害。 (2) 爆破时要使岩石向北侧和东北侧倒塌，不向南侧方向倒塌。 2 爆破方案 2.1 爆破方案的确定 根据地形、地质特点和对爆破的要求，经多个方案比较后，确定总体爆破方案为：条形分集药包，大空腔比为 =5 6 ，间隔堵塞装药结构和微差毫秒爆破的减弱松动崩塌爆破总体方案。爆破作用指数设计 n=0.6 。最小抵抗线：东部 w E =14 20m ；西部 w w =10 13m 。最小抵抗线与埋深比 w/H0.5 。 2.2 最大一段药量的控制 2.2.1 安全爆速 根据爆破

5、安全规程，结合本次爆破现场情况，为了保证附近村庄毛石房的安全，应使最近距离 (R W =95m ， R E =134m) 处的振速控制在 v A 1.0cm/s 。 2.2.2 确定 k 与 值 由相似理论 量纲分析的结果，给出按萨道夫斯基经验公式计算振动速度为 (1) 式中： k 与 分别为爆破系数与衰减指数； Q 为最大一段药量； R 为测点与爆心的距离。 将式 (1) 变形得 lnv=lnk+ln(Q 1/3 /R) 令 y=lnv,a 0 =lnk ， a 1 = ， x=ln(Q 1/3 /R) ，得 y=a 0 +a 1 x 。 通过 3 次试爆与测试所得数据，用最小二乘法原理进行

6、线性回归后，计算得出 a 1 ， a 0 的数值；求得 k=80 ， =1.8 。 2.2.3 最大一段药量的计算 将东西部爆区的 R E ， R W ， v A =1cm/s ， k=80 ， =1.8 等值代入式 (1) 中，可得 Q 值，即东部爆区最大一段药量不得超过 1 500kg ，西部爆区最大一段药量不得超过 500kg 。 2.3 爆破参数设计 2.3.1 药量计算 本次爆破均采用条形药室，药量为 Q=K n w 2 L (2) 式中： L 为装药长度， m ； w 为药室最小抵抗线， m ； K n 为单位药量综合系数， K n =Kf(n),f(n)=0.4+0.6n 3 ；

7、 K 为单位炸药消耗量， kg/m 3 ； n 为爆破作用指数。 计算结果，西部爆区硐室 ( 条形药室 ) 总装药量为 4.3t ，最大一段起爆药量控制在 500kg 。东部爆区药室总装药量为 15.25t ，最大一段起爆药量控制在 1 500kg 。 2.3.2 爆破 网络 与爆破方量 东、西爆区均采用多段毫秒爆破，非电复式起爆 ( 药室导硐外用电爆网络与雷管，用以激发导爆管网络 ) 。东部爆破工程量为 9.8 万 m 3 ，西部爆破工程量为 4.1 万 m 3 ，总计为 13.9 万 m 3 。依据选定的爆破方案、药室布置、装填结构、空腔比和药室最小抵抗线等进行爆破参数设计。东部爆区设计为

8、 A ， B 号两个硐室；西部爆区设计为 1 个 C 号硐室。有关爆破参数设计见附表。 3爆破地震效应 3.1 爆破振速验算 根据式 (1) 计算 ，东部爆区爆破时，最大一段爆破药量 Q=1 500kg ， R E =134m ， k=80 ， =1.8 ，则 v=0.94cm/s ；西部爆区爆破时， Q=500kg ， R W =95m ， k=80 ， =1.8 ，则 v=0.92cm/s 。两区的振速均小于安全规程规定的安全振速。 3.2 爆破减震措施 为了减小爆破地震的 影响 ，采用的措施和设计，如控制最大一段药量试爆监测；用最小二乘法原理进行线性回归求得萨道夫斯基公式中的 K 与 值

9、；条形分集药包；大空腔比 =5 6( 由于药包的空腔效应从 理论 和实践上认识还有些模糊， 目前 很难知道是否选用了最佳的空腔比，一般情况下取 3 6) ；采用间隔装药结构；在起爆上使用公认的多段微差毫秒爆破。此外，在挖掘硐室巷道的同时，还在 +1 230 水平 ( 山脚的 农田 边 ) 挖出了深 1.5m 、宽 1.0m 左右的围墙基础的沟 ( 防震沟 ) ，环绕着西部爆区和大部分东部爆区。 在爆破后观察，所有村庄的民房 ( 毛石房 ) 均无变形和裂缝扩展，表明爆破地震得到了很好的控制。应当指出的是：在东部爆区的东侧为一大片 农田 土地，未挖围墙基础的沟 ( 即无防震沟 ) ，在爆破后致使约

10、 50 60m 2 的田土凸臌起 0.3 0.5m 。说明爆破地震受较深的沟壑的阻隔产生了衰减，即所挖基础的沟起到了防震的作用。目前，关于地形变化对爆破地震波传播的影响还缺乏 研究 ，难以估算沟壑对爆破地震衰减的影响程度，这是今后爆破工程中需要进行研究解决的一个 问题 。 附表爆破参数设计 硐室 编号 药室 编号 最小抵抗 线 w/m 药室长度 L/m 计算药量 Q/kg 子药包 起爆顺序 编号 Qi/kg A A1 17.0 13.0 2 900 A11A12 1 4001 500 1211 A2 17.8 12.5 2 900 A21A22 1 4001 500 109 B B2 19.5

11、 30.0 6 750 B26B25B24B23B22B21 1 5001 5007507507501 500 876543 B1 14.5 12.0 2 700 B11B12 1 3501 350 21 合计 15 250 15 250 C C11 500 9 C12 500 8 C1 12.5 22.5 2 880 C13C14 500500 76 C15 460 5 C16 420 4 C21 420 3 C2 13.0 10.5 1 420 C22 500 2 C23 500 1 合计 4 300 4 300 4 结语 (1) 爆破地震与岩性、地形地貌、爆破装药量等因素有关。特别要严格限制一次起爆装药量。 (2) 采用合理的装药结构，如在药室爆破中，采用条形分集药包、较大的空腔比和间隔装药，可控制爆破地震的大小。 (3) 采用微差爆破，可减小爆破地震的影响。在总装药量和其他爆破条件相同情况下，微差爆破能使地震质点速度较齐发爆破平均降低 40% 60% 。 (4) 在一定条件下，采用隔离沟的办法来减小爆破的影响，效果十分明显。 (5) 应尽量采用爆破地震效应小的爆破方式和方向，如采用爆破作用指数 n 1 的松动爆破，使受保护的方向为最小抵抗线 w 所指的方向。