深孔爆破對(duì)臨近廠房的影響測(cè)試

孫 平，傅其忠，高 波

（1.安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院， 安徽 淮南232001； 2.蕪湖市鑫泰爆破服務(wù)有限公司，安徽 蕪湖241200； 3.安徽江南化工股份有限公司， 安徽 宣城242310）

深孔爆破是一種鉆孔直徑大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技術(shù)。它具有單位鉆孔作業(yè)量小、炸藥單位消耗低和便于機(jī)械施工進(jìn)行爆破、挖裝、運(yùn)輸作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于露天和地下開挖工程［1］。但當(dāng)深孔爆破現(xiàn)場(chǎng)附近存有建筑物或生活民居時(shí)，就會(huì)造成一定的爆破振動(dòng)影響，所以爆破前的測(cè)振工作就尤為重要了。本文利用深孔爆破技術(shù)來(lái)檢測(cè)此次爆破是否在安全允許范圍內(nèi)，從而確定此次操作的可行性。

1 工程概況

玉環(huán)大麥嶼西山普通石料礦開挖工程位于小麥嶼村西約200m，屬工程性石礦，最大開挖深度約80m，屬分層臺(tái)階爆破。礦石性質(zhì)為凝灰?guī)r，比重2.4～2.7，硬度系數(shù)f＝8～12，主要采用中深孔爆破方法，一次爆破藥量在5t以下。采用非電毫秒雷管起爆，孔內(nèi)分段微差與孔外排間微差相結(jié)合，最大段藥量一般在200kg以內(nèi)。

爆區(qū)東面有村莊，爆區(qū)與小麥嶼村民房最近直線距離約200m，距離爆區(qū)東面170～250 m左右是大麥嶼中直糧庫(kù)。中直糧庫(kù)和小麥嶼村內(nèi)建筑物地基大部分是在山腳及硬土地基上，少部分是淤泥地面上用石渣回填而成。

2 爆破實(shí)施方案與檢測(cè)方法

2.1 爆破施工技術(shù)參數(shù)

本次爆破的爆區(qū)高程約為30m，梯段高度為15m，鉆孔角度為85°，孔數(shù)為15個(gè)，孔深為為16.5m，裝藥長(zhǎng)度為12m，孔網(wǎng)參數(shù)為，孔距為6m，排距為4m，前排上眉抵抗線為3.5m，前排下眉抵抗線為4.5m，總炸藥量為1 200kg，采用非電毫秒雷管起爆，孔內(nèi)裝4～9段雷管，孔外用9段雷管進(jìn)行接力式延時(shí)，最大段藥量102kg。

2.2 檢測(cè)系統(tǒng)基本原理

檢測(cè)系統(tǒng)由傳感器、中間交換器及記錄裝置三部分組成，其原理如圖1所示。

圖1 檢測(cè)原理圖

上述檢測(cè)系統(tǒng)的基本原理可以描述如下：傳感器感應(yīng)到被測(cè)物體的非點(diǎn)物理量（如振動(dòng)速度、加速度、位移等）后，將感受到的物理量按照設(shè)備內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，轉(zhuǎn)換成能被設(shè)備識(shí)別的物理量（一般為電量），經(jīng)過(guò)放大器放大后，中間變換器把放大后的電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于顯示、記錄和處理的信號(hào)，再通過(guò)記錄裝置保存這些能為人們所識(shí)別的信號(hào)［2］。

2.3 試驗(yàn)部分

此次試驗(yàn)是在UBOX20016便攜式爆破振動(dòng)測(cè)試儀和與PS－4.5、PSH－4.5速度傳感器下，通過(guò)傳感器和振動(dòng)測(cè)試儀在現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)USB接口，將振動(dòng)測(cè)試儀連接到裝有爆破振動(dòng)檢測(cè)專用軟件的計(jì)算機(jī)上，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取和分析檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2.4 測(cè)點(diǎn)布置

在檢測(cè)爆破振動(dòng)中，測(cè)點(diǎn)布置非常重要，它對(duì)爆破振動(dòng)測(cè)試的效果及觀測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值有著直接影響［4］。根據(jù)此次測(cè)試的目的和現(xiàn)場(chǎng)條件等因素，測(cè)點(diǎn)布置遵循了以下原則：

本次檢測(cè)的目的主要是驗(yàn)證玉環(huán)縣大麥嶼港口治理工程中深孔爆破對(duì)附近居民生活區(qū)和廠房的影響，因此測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在離爆區(qū)距離最近的建筑物附近和村民反映較大的區(qū)域；

測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在離建筑物附近的地面上；

測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量布置在基巖上，或是能代表本區(qū)域振動(dòng)特性的原始軟地基上。避免回填區(qū)、斷裂帶及下部有空洞和巖性不均勻的地點(diǎn)。

2.5 檢測(cè)點(diǎn)的布置

本次檢測(cè)安排儀器設(shè)備6臺(tái)，布置檢測(cè)點(diǎn)3個(gè)。

1號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布置在爆區(qū)西南方向一機(jī)械廠房?jī)?nèi)部靠外邊緣部位，距離爆區(qū)約90m；2號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布置在爆區(qū)正西方向另一機(jī)械廠房?jī)?nèi)部靠外邊緣部位，距離爆區(qū)約150m；3號(hào)檢測(cè)點(diǎn)布置在爆區(qū)西北方向另一機(jī)械廠房?jī)?nèi)部靠外邊緣部位，距離爆區(qū)約100m。

3 結(jié)果與討論

玉環(huán)縣大麥嶼港口治理工程1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)測(cè)點(diǎn)垂直波形和水平波形如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，其相應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)最大振動(dòng)速度見(jiàn)表1，爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)（摘錄）見(jiàn)表2。

表1 儀器設(shè)備設(shè)置參數(shù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)

圖2 B11－2－4地塊治理工程1號(hào)點(diǎn)垂直波形

圖3 B11－2－4地塊治理工程1號(hào)點(diǎn)水平波形

圖4 B11－2－4地塊治理工程2號(hào)點(diǎn)垂直波形

圖5 B11－2－4地塊治理工程2號(hào)點(diǎn)水平波形

圖6 B11－2－4地塊治理工程3號(hào)點(diǎn)垂直波形

圖7 B11－2－4地塊治理工程3號(hào)點(diǎn)水平波形

表2 爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)（摘錄）

由表1和圖1、圖2可知1號(hào)檢測(cè)點(diǎn)垂直方向的振速最大，為1.406cm／s，主頻為22.217Hz；表1和圖3、圖4可得出2號(hào)檢測(cè)點(diǎn)垂直方向的振速最大，為1.312m／s，主頻為49.072Hz；同樣，從表1和圖5、圖6可知3號(hào)檢測(cè)點(diǎn)水平方向的振速最大，為1.111cm／s，主頻為34.424Hz。將表1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與表2中爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照，可以看出其深孔爆破的最大振動(dòng)速度在安全允許的范圍之內(nèi)，此次操作是安全可靠的。

4 結(jié)論

本次爆破振動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果中，1號(hào)、2號(hào)測(cè)點(diǎn)垂直方向最大振動(dòng)速度大于水平方向最大振動(dòng)速度，3號(hào)測(cè)點(diǎn)水平方向最大振動(dòng)速度大于垂直方向最大振動(dòng)速度，其中1號(hào)檢測(cè)點(diǎn)垂直方向振動(dòng)速度最大，為1.406cm／s，主振頻率為22.217Hz，本次測(cè)試的主振頻率均在20～60Hz之間。最大振動(dòng)速度在GB6722－2003《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的“安全允許振速”范圍內(nèi)。

［1］張繼春，宋小林，郭學(xué)彬，等.深孔爆破條件下巖體軟弱夾層變形特性研究［J］.中國(guó)鐵道科學(xué)，2008，29（2）：77.

［2］張翔宇，竇林名，王曉亮，等.深孔爆破防治煤柱沖擊參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用［J］.采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2009，26（3）：293.

［3］楊軍，孫振.爆破振動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響［J］.四川建筑，2004，（6）：103－104.

［4］史雅語(yǔ)，金驥良，顧毅成.工程爆破實(shí)踐［M］.合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002.