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东苗冲隧道爆破振动测试报告云南省公路工程监理咨询公司
1、工程特点贵州省清镇至镇宁高速公路东苗冲双联拱隧道为上下行合建的六车道高速公路联拱隧道起止里程K9+290〜K9+710,全长420m,隧道进出口均为削竹式洞门建筑限界净宽28m,净高
5.0m,由中隔墙分隔为左右两洞,内轮廓采用双心圆型式,外边墙为曲墙,中隔墙为直墙左洞净空面积
83.62m2,右洞
88.51m20最大埋深约为77米,最浅埋深约为5米,进口较长地段地形偏斜严重本隧道处于剥蚀、溶蚀丘陵地貌类型,隧道垂直穿越一脊向南北的丘体,地质情况复杂多变,其中I类围岩总长255m(溶洞极为发育区,充填物为软流塑状含碎石粘土,富水性强,开挖后极易坍塌地段长度50m;围岩为强风化泥岩,围岩原结构构造已被破坏,风化成富含水份的砂粘土状,地基承载力较低地段长度205m);II类围岩(全强风化粉砂质泥岩、砂质页岩,遇水易软化,沿节理面产生崩塌或剥落)地段90m,III类围岩(中-弱风化灰岩)地段75mo隧道无地表水体,地下水较贫乏,地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水,均接受大气降水补给在K9+580〜K9+640段岩溶极发育区,在雨季时涌水量相对较大,水文地质情况相对较差
2、爆破振动测试目的
(1)为使既有工作面爆破对邻近围岩、已施作的初支或二衬不致产{!^1倡3850S,—》HPin文悻显示a).仔!g研(S)分析
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418.57最大一段药量
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0.10-
0.06-
0.06-
0.04-
0.
020.
000060060.
100.
120.13TIMS下表是根据本次测振数据用最小二乘法回归分析得出的质点振动速度与最大一段装药量和测点至爆破工作面的距离关系曲线萨道夫斯基公式,/3a V=K*Q/R两边取对数得InV=InK+a*l/3*lnQ-lnR取y=lnV x=l/3*lnQ-lnR y=ax+b a=a b=lgK则最大一段装最大峰值速度序号Rm Xy药量Qkg Vcm/s
110201.58-
2.
22820.
4574210420.49-
2.9701-
0.
713337.
3240.998-
2.5154-
0.
002047.
3450.376-
3.1440-
0.
978258.
6240.995-
2.4608-
0.
005068.
6450.823-
3.0894-
0.
1948718490.911-
2.9284-
0.
093289.
7192.352-
2.
18710.
855399.
7490.759-
3.1344-
0.
2758106.
7227.391-
2.
45702.
0003116.
123.
52.24-
2.
55420.
8065126.
136.
50.653-
2.9945-
0.
4262136.
123.
51.326-
2.
55420.
2822146.
136.
50.698-
2.9945-
0.3595a
1.606b
4.48K
88.235a
1.606根据回归系数得33/a Q=R XV/K33/11606=R X5/
88.23533=
4.691X10XR按上式可得出不同距离条件下的最大一段装药量,并以此控制爆破规模Rm10152025304050Qkg
4.
715.
837.
573.
3126.
7300.
2586.
46、信息反馈与爆破方案优化
6.1爆破方案采用贵州盘江化工厂(贵州六七一厂)生产的岩石铉梯油炸药,*32mm,l=200mm药卷,每卷
0.15kg主洞上台阶爆破时,对称分6个区,每循环
2.0-
4.0%装药采用连续装药结构,1〜13段非电毫秒雷管作起爆雷管,每个区由一个非电毫秒雷管传递,六个传爆雷管并联后由一个火雷管起爆13・13・13广i刁
3.七
5.
7.
9.
11.11段非电13•Z13e口7・
3.
5.
7.
9.
11.亳秒雷管引爆,
3.
5.
7.-1段非电1•
3.
5.“、•毫秒雷管引爆3;.
7.7•9•111•13段非电
7.f•7•.11•
13.毫秒雷管引爆
7.
9.
11.、
13.主洞上台阶爆破方案
6.2爆破优化爆破振动速度达到或超过报警值或超限值时,即刻对正在实施的爆破方案进行优化或修改,视具体情况可采取如下措施:
(1)分步开挖,缩小爆破开挖断面面积实际爆破分10步开挖:分部开挖示意图
(2)缩短循环进尺,减少一次爆破的方量3优化钻爆参数,降低炸药单耗4采用中等爆速的炸药5采用多段微差起爆方式,让爆破地震主震相间无叠加效应,尽可能降低最大一段装药量6周边眼采用不耦合装药结构的光面爆破实际施爆时,预先已采取了如上措施,爆破振动速度一直控制在正常状态执笔崔斌、申海生破坏,必须进行爆破震动测试,确保实际振速小于相应介质的允许振速
(2)爆破震动衰减规律测试通过对爆破时,距爆源不同距离的质点振动参数(振速、持续时间和频率)的测试,通过回归分析得出该爆破方法在该施工地质环境条件下的爆破震动衰减规律,即取得爆破震动的场地系数和衰减系数,用以对以后各次爆破及类似工程爆破产生的振动参数量值进行预报
(3)测量和比较不同爆破方法的实际减振效果,以此得到适合本工程的最佳爆破方案,确保邻近结构特别是中隔墙或围岩受到的影响最小
3、系统组成及测振原理
3.1系统组成系统配置如下表所示:品名主要技术参数数量备注通道数并行4CH TDTS3850爆破震动记A/D精度12bits2台录仪最大采样率200Ksps拾振器CDJ-Z10(垂直型)8只4只备用EXP3850Seismograph1套分析处理软件联想昭阳便携计算机1台本测振系统由测试系统(野外测试用)和分析处理系统(室内数据处理用)两部分组成测试系统拾振器一测振仪一数据存储体分析处理系统数据存储体一测振仪一计算机及专用分析软件一打印
3.2测振原理成都中科动态仪器有限公司研制生产的IDTS3850爆破震动记录仪,用于对爆破振动进行信号记录与数据分析、结果输出、显示打印或存盘它直接与拾振器相连,并将其模拟电压量转换成数字量进行存贮,再经自身的RS232接口和计算机通讯,由计算机进行波形显示、谱图显示,波形的各种特征参数及测试结果的表格显示、打印和存盘等测振仪工作原理见附图01100或电池测振仪工作原理图
4、爆破振动测试方案
4.1拾振器的选型一般情况下,爆破震动频率范围在30-300HZ,故选用频率范围在lO-lOOOHz的CDJ-Z1O型拾振器,其相关参数见下表爆破振动传感器参数参数NAT DCDYN编DAMPING SENSITIVITYDISTORTION FREQUENCYRESISTANCE RESISTA号阻尼减振灵敏度失真,畸变频率电阻NCE
153.
83380.
69228.
60.05%
1063163.
93410.
6727.
80.07%
1029173.
73320.
71127.
70.18%
1024183.
83290.
74827.
80.08%
9964.2测点布置待中导洞及侧导洞开挖完毕,开挖主洞上台阶时进行爆破振动测试进出口左右共四个开挖面,仅出口左洞地质情况较好(中风化灰岩、IV类围岩),进行爆破开挖其它三个开挖面地质情况差,未进行爆破施工故仅对出口左洞进行了爆破振动测试下台阶未施工,中导洞被填塞,故在下台阶表面及侧导洞内设测试点掌子面爆破前先将测振仪参数调整好,拾振器埋设好,使用自动采集方式测振测点1距掌子面20米左右,选择2V量程,测点2距掌子面40米左右,选择
0.4V量程,测点
3、4距掌子面15m,选择20V量程测点
1、2位于下台阶顶面未经扰动的岩层上,测点1距掌子面20米左右,测点距掌子面40米左右测点
3、4位于左导洞内,距掌子面15米,测点3位于左导洞外边墙二衬上,测点4位于左导洞内边墙临时初支上测点布置四个位置,具体位置见下图爆破振动测点布置图
4.3原始记录原始记录包括环境情况、爆源情况、测试场地情况、仪器情况和收场情况等,原始记录表见下表爆破振动测试记录表时间测试单位地点温度测试人员总装药量总炮孔数分段数爆区范围起爆方式地形地质条件传感器安装方法传感器型号生产厂家记录仪名称记录仪型号生产厂家记录仪编号触发方式和水平采样频率负延时通道号cm CH2CH3C114传感器编号测量方向量程选择灵敏度线形度频率范围距离段别药量峰值时刻峰值最大峰值主振频率
4.4爆破振动安全判据根据《爆破安全规程》,不同测试对象的质点振动速度允许值如下:钢筋混凝土结构
5.Ocm/s交通隧道
15.Ocm/s围岩中等稳定有良好支护
20.Ocm/s取抗震能力最差的初支或二衬钢筋混凝土结构为测试对象,作如下设定:振动速度序号安全状态施工措施cm/s10〜
4.0正常继续施工优化爆破方案、控制爆破
24.0〜
5.0报警规模修改爆破方案、减小爆破
35.0超限规模
4.5爆破振动测试频率以初支或钢筋混凝土结构的安全状态为依据,设定测试频率如下:序号安全状态测试频率1正常1次/2d2报警1次/Id3超限1次/Id根据爆破振动强度随药量增加而增大、随距离增加而衰减的传播机理,同一种断面、相同装药量且爆源与测点间距离相同,连续7天测得的振动速度均在0〜
4.Ocm/s范围内且波动值不超过10%或有减小趋势时,可以减小频率或停止测试,并认为现行的爆破方案是安全的
4.6爆破振动测试报告
4.
6.1测试报告内容1一般情况时间、地点、环境温度、测试单位、操作人员2爆源情况总装药量、分段数、最大一段装药量、爆区范围、起爆方式3测试场地情况测点方位、离爆源距离、测点地形和地质条件、周围环境4传感器安装情况传感器安装方法、安装方向、传感器型号、厂家、传感器灵敏度、编号5记录仪器情况;记录仪器名称、型号、编号、触发方式、量程选择、采样频率、通道数及编号6记录波形输出振动波形应有时间标尺和幅度标尺标出最大振幅值和所处时刻7描述爆破前后仪器和保护物有无损坏迹象8对爆破提出评判或建议
4.
6.2测试报告的提交正常状态下,每周向监理及施工单位各提交一份测试报告;报警或超限状态下,即刻提交本次爆破振动情况测试报告
5、测振数据及分析处理振动信号由测振仪自动记录存储,数据分析处理由EXP3850Seismograph分析处理软件完成下图是部分测振波形曲线:y»imS3850Sodocr”HF1DI文件任)51示仪)^®a(S)分析小)WftbQf)|取数知]|iftit或|;B»1D git知]|打印1V*lu«|2625S,
0.2S81c^S出1X)|04/12/2003145932J系再本4000000,案样长成16384做触发-4096名林CX1量程04O0V28MOWS名弥c)e量假04O0V及敏度
27.800V/./S名弥CK3ftR04O0V E度2T7COS/S最大一段药量10kg、距离42m名际CH4奏开叫谷¥也❷修120口个AK8火...|_________________________|____________________|钊则试报者之康.||卸IOTSF50S5[陶个B互或耳0“时质点振动波形曲线•WlDTSaSSO S«i5Bocr«*b文怦任)显示迁)待幽团谷)分析Q)明的如耻句忡g;:j]阳已匚]胸Q][打煽更j]Vg|o l325S,
0.2609c*S~叩F]r Pr rI23
[7]当前遇道CMlCK2CX3CM最大恒|l2H7m/S时刻|0137»\S08/12/200309l:O31家样率8000OOOTPS柔将长It16384HMCJt-4096名你CMl SQ04OV小a.60ov/^/s*井帕1暮§9©影团§啤夏个心火•I________________I______I知*仅报皆之康||曲IPTSF S“iG34324最大一段药量
7.3kg、距离45ni时质点振动波形曲线。