深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程隧洞爆破影響的監(jiān)測與分析

崔德浩

（廣東省深圳市東江水源工程管理處，廣東深圳518122）

深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程隧洞爆破影響的監(jiān)測與分析

崔德浩

（廣東省深圳市東江水源工程管理處，廣東深圳518122）

深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程輸水隧洞爆破施工采用傳統(tǒng)鉆孔爆破法，爆破開挖過程對周邊永久建筑物和靠近主隧洞口的支護和承重灌注樁產(chǎn)生影響。采用爆破振動記錄儀對周邊建筑物及灌注樁施工部位進行爆破監(jiān)測，獲得有效爆破震動數(shù)據(jù)。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，提出在爆破過程中通過采取短進尺、弱爆破和用鋼板封堵隧洞口等工程措施，根據(jù)隧洞爆破距離、爆破藥量和爆破振動速度關(guān)系，確定灌注樁施工不受隧洞爆破震動影響的最小進尺距離為80 cm，單次裝藥量不大于80 kg，滿足規(guī)范要求。

隧洞開挖爆破振動；振動監(jiān)測；影響分析

1 工程概況

深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程是為解決鹽田區(qū)近遠期用水需求，保障鹽田區(qū)社會經(jīng)濟和諧發(fā)展的重大民生工程。本工程取水于深圳供水網(wǎng)絡(luò)干線碧嶺隧洞，經(jīng)引水隧洞、提升泵站、及新建管道輸送原水至鹽田港水廠與沙頭角水廠。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括引水隧洞工程（主洞3077.7 m、檢修支洞68.5 m）、提升泵站工程（設(shè)計規(guī)模21萬m3/d）、輸水管道工程（DN900雙供水管664 m）等。

本工程輸水隧洞主洞出口及檢修洞進口周圍環(huán)境比較復(fù)雜：主洞出口正前方50 m為市水務(wù)集團永安北一街加壓泵站；80 m處為永安北一街（東西向）；東南側(cè)170 m是義烏華貿(mào)城；東側(cè)40 m左右是深圳市立航貨運有限公司南半島倉庫；主洞口西側(cè)布置基坑支護灌注樁，東側(cè)布置承重灌注樁，最近距離20 m左右。根據(jù)國家《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）的規(guī)定及周邊單位的要求，爆破施工中需要對周邊重點保護建筑物進行爆破振動檢測工作，本工程主要監(jiān)測點位為市水務(wù)集團永安北一街加壓泵站、深圳市立航貨運有限公司南半島倉庫以及主洞口的支護灌注樁位置。由于主隧洞爆破開挖和基坑灌注樁存在平行交叉施工，并且兩個施工部位距離較近，所以要通過分析爆破震動監(jiān)測提供有效的數(shù)據(jù)，對此特殊工況進行爆破振動影響大小進行評估，確定灌注樁可進行施工作業(yè)與主隧洞爆破區(qū)域的安全距離。

東江水源工程管理處委托北京鐵科工程檢測中心于2016年9月28日至12月28日不間斷對深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程隧洞進行了爆破振動監(jiān)測，并收集了原始爆破震動數(shù)據(jù)，分析爆破距離、震動速度和裝藥量的數(shù)據(jù)曲線關(guān)系。

2 監(jiān)測布置及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 監(jiān)測內(nèi)容

本工程采用爆破振動記錄儀監(jiān)測爆破振動質(zhì)點速度和主振頻率。以掌握靠近保護目標(biāo)時爆破振動量，以便根據(jù)國家《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）及周邊單位的要求的爆破振動允許值，調(diào)整隧洞爆破開挖進尺量、裝藥量、隧洞爆破施工時間等。

根據(jù)現(xiàn)場永久建筑物、灌注樁和主隧洞的現(xiàn)場平面關(guān)系，本次爆破振動監(jiān)測的測振點布置在永久建筑物物核心區(qū)和隧洞口最近的灌注樁位置上，測得隧洞爆破對永久建筑物核心區(qū)和距離最近灌注樁的最大振動影響。本次監(jiān)測點主要布置在永安路調(diào)壓泵站、安能倉庫、主隧洞口最近的灌注樁位置處。

2.2 監(jiān)測設(shè)備

測振儀采用成都中科測控有限公司研制開發(fā)的最新產(chǎn)品TC-4850N型爆破振動記錄儀，這是目前國內(nèi)研制開發(fā)的集測量、處理、輸出為一體的先進測振儀。儀器主要性能指標(biāo)如下：量程：自適應(yīng)量程，最大輸入值10V（35cm/s）；采樣頻率：1 kHz~50 kHz多檔可調(diào)；觸發(fā)延時：負延時4 K、8 K、12 K采樣點；采集長度：每通道多段模式16 K樣點，每通道單段模式128 K樣點；觸發(fā)方式：連續(xù)觸發(fā)記錄可達128次~1000次；段數(shù):可分八段測量，也可設(shè)為一段模式；通道數(shù)：并行三通道；觸發(fā)電平：0~10 V量程。傳感器主要性能指標(biāo):傳感器采用中斯電子技術(shù)研究所研發(fā)的垂直振動速度傳感器，工作性能如下：①靈敏度：280 mV/cm.s-1；②頻率響應(yīng)范圍：0~20 kHz；③誤差精度<1‰，三矢量速度傳感器分別測量垂直、水平兩個方向共三向的振動速度。傳感器依據(jù)安裝方式的不同，可分別測量垂直和水平方向的振動速度，安裝時可用石膏粉牢固粘結(jié)于地表。

2.3 監(jiān)測原理

爆破振動波傳至傳感器時，使傳感器產(chǎn)生感生電壓輸出，感生電壓信號超過預(yù)設(shè)的觸發(fā)電平值時，爆破振動記錄儀開始自動記錄傳感器輸入的振動信號，并將振動波儲存在儀器內(nèi)，關(guān)閉電源后也不會丟失。野外監(jiān)測結(jié)束后，通過計算機中專用軟件與爆破振動記錄儀連接、通訊，可以讀取并分析爆破振動波。

儀器由獨立的采集模塊和一內(nèi)部計算機系統(tǒng)相連組成，每一模塊均含有一個時基控制器和3個采集通道。模塊間以時鐘、觸發(fā)總線來同步，可保證各通道同時觸發(fā)和同時記錄。采集通道把采集的數(shù)據(jù)分別存入各自的存儲器中，CPU通過統(tǒng)一的系統(tǒng)總線來存取指定的通道數(shù)據(jù)，并控制各采集模塊的參數(shù)和狀態(tài)。由于每個通道自帶12位A/D和存儲器，在并行采集時，通道間相差小到可以忽略不計。

2.4 主隧洞口永久建筑物、基坑灌注樁的爆破振動安全標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）的規(guī)定及周邊單位的要求，經(jīng)專家及相關(guān)部門論證后提出安全允許標(biāo)準(zhǔn)如下：安能倉庫小于2 cm/s（參照表1一般民用建筑物）；加壓泵站小于1 cm/s（參照表1運行中的水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備）；距離主洞口最近灌注樁測點小于3 cm/s（參照表1新澆大體積混凝土齡期達到3天標(biāo)準(zhǔn)）。其中加壓泵站由于有人員駐扎，按深圳市有人居住的住所1 cm/s控制。由于主隧洞口附近的支護和承重灌注樁尚不具備施工條件，需要對現(xiàn)時工況進行安全評估，確定灌注樁可進行施工作業(yè)與主隧洞爆破區(qū)域的安全距離。經(jīng)參建各方研究決定，按照國家《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）中規(guī)定的新澆大體積混凝土中齡期達到3天的最高標(biāo)準(zhǔn)進行控制，以確定現(xiàn)有爆破區(qū)域距離主洞的距離是否為安全距離（安全標(biāo)準(zhǔn)見表1）。

表1 爆破振動安全允許標(biāo)準(zhǔn)

3 爆破振動監(jiān)測主洞爆破振速、距離、裝藥量典型數(shù)據(jù)分析

本工程從2016年9月28日到12月28日爆破震動監(jiān)測獲得安能倉庫爆破振動速度最大值為1.07 cm/s，加壓泵站測點爆破振動速度最大值為0.32 cm/s，距離主洞口最近灌注樁測點爆破振動速度最大值為1.0 cm/s。

圖1距爆破區(qū)域距離

圖2爆破振動速度

圖3單次爆破總藥量

通過分析典型主洞爆破距離、爆破藥量和爆破振動速度數(shù)據(jù)曲線關(guān)系圖（圖1~圖3）得出：主洞爆破距離和爆破振動速度基本成反比關(guān)系，即爆破距離越大，相應(yīng)的爆破振動速度越?。槐扑幜亢捅普駝铀俣然境烧汝P(guān)系，即爆破裝藥量越大，相應(yīng)的爆破振動速度越大。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)上述監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，深圳市供水網(wǎng)絡(luò)鹽田支線工程隧洞爆破施工過程中，持續(xù)7天監(jiān)測值均穩(wěn)定在符合規(guī)范振動允許值范圍內(nèi)，爆破振動監(jiān)測指標(biāo)小于允許標(biāo)準(zhǔn)要求，爆破施工單位通過采取短進尺、弱爆破和用鋼板封堵隧洞口等工程措施，對周邊永久建筑物的爆破振動量級小于規(guī)定允許值。

（2）根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗和有關(guān)專家意見，結(jié)合爆破振動數(shù)據(jù)分析隧洞爆破距離、爆破藥量和爆破振動速度關(guān)系最終確定當(dāng)主洞爆破進尺距離大于80m、單次裝藥量控制到不大于80kg時，主洞口灌注樁測點處的爆破震動速度小于國家《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）的規(guī)定的要求。也就是說當(dāng)主隧洞爆破進尺80m時，基坑灌注樁方可允許施工，并在爆破施工過程中嚴(yán)格控制單次裝藥量不大于80kg。

（3）按照最終確定的隧洞爆破最小進尺距離和最大單次裝藥量，灌注樁施工完成后的檢測報告顯示基坑灌注樁施工質(zhì)量符合規(guī)范和設(shè)計要求，爆破震動未對灌注樁施工質(zhì)量造成影響。

Monitoring and Analysis of the Influence of Engineering Tunnel Explosion of Yantian Branch Line of the Water Supply Network in Shenzhen

Cui Dehao
（Shenzhen Dongjiang water source engineering management office in Guangdong ProvinceShenzhen 518122, Guangdong）

The article is based on utilization of the traditional explosion method of the drilling and blasting under Water Conveying Tunnel Blasting Construction in Yantian Branch Line of Shenzhen Water Supply Network.The blasting excavation process has influence on surrounding permanent buildings and supports near the main tunnel entrance and loaded filling piles. The blasting vibration recorder was used to monitor the surrounding structures and the construction parts of the pile and got the effective blasting vibration data.According to the relationship among the tunnel blasting distance,the blasting dose and the blasting vibration velocity,then it determined the shortest distance is 80cm,the explosive payload once is not beyond 80kg and meet requirement ofthe specification.

Blastingvibration oftunnel excavation；the vibration monitoringand the influence and analysis

TU991.05

B

1673-9000（2017）03-0053-02

2017-01-18

崔德浩（1980-），男，山東荷澤人，工程師，主要從事水務(wù)工程建設(shè)管理工作。