浅谈爆破振动效应在田湾取水明渠中的控制

【摘 要】随着爆破技术的不断发展，爆破挤淤技术逐渐在防波堤、护岸、围堰等工程得到广泛应用，爆破挤淤置换的淤泥的厚度也越来越大，个别区域可达30m以上，需要的炸药量也越大。在施工中如何既能保证块石落底，又能减少爆破振动效应的危害，将是工程爆破技术人员面临一大难题。本文结合工程实例，针对爆破挤淤在田湾取水明渠的施工，浅谈下如何通过对爆破振动监测和分析，以减少爆破振动对周围建筑的危害。

【关键词】爆破挤淤；爆破振动监测和分析；爆破危害效应控制

1 工程概况

1）田湾核电站位于江苏省连云港市连云区宿城乡，扩建工程5、6号机组位于田湾核电站二期工程西北侧的船山，厂址地理坐标：东经119°26′26″～119°27′33″，北纬34°41′08″～34°41′08″21°，其中5、6号机组取水明渠工程爆破挤淤填石施工包括南导流堤爆破挤淤填石成堤分项工程、北导流堤爆破挤淤填石成堤分项工程；南、北导流堤均分两阶段施工，其中南导流堤第一阶段长1542.849m，爆炸挤淤填石2749755.2m3，第二阶段长3227m，爆炸挤淤填石3180789.4m3；北导流堤第一阶段长2128.039m，爆炸挤淤填石3089976m3，第二阶段长度长为500m，爆炸挤淤填石492840m3。

2）工程地质：自上而下为第四系全新统海相（Q4m）淤泥层、第四系全新统冲海积（Q4al+m）粘土、砂土以及第四系中更新统冲坡积（Q2al+dl）粘土、砂土，下伏基岩为云台组第三岩性段（Pt2-3Y3）二长浅粒岩。南堤淤泥厚11.56～34.91m；北堤淤泥厚10.63～27.75m。

3）潮汐：根据里面资料显示：平均高潮1.92m，平均低潮（-1.77m），平均潮差（3.69m）。

2 爆破挤淤原理及安全允许距离

2.1 爆破挤淤原理

在抛石体外缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放药包群，起爆瞬间在淤泥中形成空腔，抛石体随即坍塌充填空腔，经多次爆破推进，最终达到置换淤泥的方法。在深厚淤泥的理中，淤泥中爆炸空腔很难达到底部，做不到在瞬间完成全部置换的目的，需要经过多次振动才能达到全部置换的要求。

2.2 爆破安全允许距离

本工程距最近的房屋建筑物约500m，爆破振动安全允许速度按照一般民用建筑物2cm/s控制，堤根400m内每段起爆药量不超过200kg，400m～1000m段落内，每段起爆药量200～300kg左右，超过1000m后，每段起爆药量300～400kg左右。爆破作业时，每段起爆药量可根据现场测震结果进行调整。

3 爆破振动监测及分析

3.1 对爆破振动波形分析

由于JY02（后山组民房）距离爆破区域的距离最近，将JY02（后山组民房）的爆破振动信号作为分析对象，在施工过程中，选择了振动峰值较大的BD022、BD033和BD036这3个炮次进行分析，具体如下：

以下是各炮次在JY02和JY03测点测得信号的波形：

3.1.1 BD022炮次

3.1.2 BD033炮次

3.1.3 BD036炮次

从波形图可以看出，每一炮的振动持续时间都在1.0s～1.5s之间。3个炮次V方向的波形可一较明显地看出波形峰值的间隔，高段分段效果比较明显；R和T两个水平方向分量的波形分段效果不是很明显。

相比较而言，JY033和JY036两炮持续时间更长，约为1s；而JY022炮次从V和T方向来看，其振动持续时间较短，约为0.5s，波峰较少，说明分段效果不是很好，可能由于低段间隔较短，段间装药爆炸产生的地震波产生了叠加放大效应，使得振动速度峰值较大。

国内矿山的工程试验表明，采用毫秒爆破与采用齐发爆破相比，平均降震率约50%左右，分段数越多，降震效果越好。实践证明，间隔时间大于100ms时降震效果较明显；间隔时间小于100ms时各段爆破产生的地震波还不能显著分开[2]。

建议爆破施工在保障施工质量和效果的前提下，采取适当措施，使段间间隔适当增大，减小波形叠加放大效应。另外，对装药孔间距要严格把关，避免殉爆情况的发生。

3.2 爆破振动影响因素分析总结

通过以上分析，可知：

1）在施工过程中，通过加强对爆破振动波的分析，找出爆破振动值较大的原因，在确保工程质量的前提下，不断调整最大单段和总装药量，适当加大每段起爆药量间隔时间，减少爆破危害效应对周围建筑物的影响。

2）在施工过程中，为减少每次起爆的总装药量，还采取了以下措施：提高抛填高程，利用石料的自重挤淤；减少每炮进尺尺度，减少一次爆破排出淤泥的量。

4 结语

随着爆破挤淤技术逐渐在防波堤、护岸、围堰等工程广泛应用，爆破挤淤置换的淤泥的厚度也越来越大，爆破挤淤振动对附近周围建筑的影响也越来越明显。在施工过程中，通过采取微差爆破、控制一次单段和最大装药量，加强对爆破挤淤振动速度等数据的研究分析，明晰爆破挤淤振动特性，并不断调整爆破参数，不但确保了周围建筑的安全，还确保了块石落底，达到爆破挤淤置换的最终目的。

【参考文献】

[1]JTS204-2008水运工程爆破爆破技术[S].

[2]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].冶金工业出版社.