爆破振动有害效应的预防和控制
爆破施工学习情境7 爆破有害效应分析与防治
11
②保证堵塞质量,特别是第一排孔。如果掌子 面出现较大后冲,必须保证有足够的堵塞长度,水 ③重视异常地质现象,采取必要措施。例如断 层、张开裂隙处要间隔堵塞,溶洞及大裂隙处要避 ④ ⑤地下巷道爆破,可利用障碍、阻波墙、扩大 室等结构来减轻巷道的爆炸空气冲击波。 ⑥在爆破点与保护物之间构筑障碍物,阻挡爆
2
2. 1 衡量爆破震强度的物理量有质点振动速度、 振动加速度、振动位移、强烈度和能量比等,究竟 哪一个物理量能真实地反映爆破振动的强度,目前 尚无定论。适宜的物理量应是能描述爆破地震波的 传播变化规律,与爆源能量大小和爆心距有很好的 相关性,并能建立正确的互换关系,又能很好地表 征爆破地震对建筑物、设施不同程度的破坏特征。
7
(3)限制一次爆破的最大起爆药量。 (4)在重要和敏感的保护对象附近或爆破条件 复杂地区进行爆破时,应进行爆破地震监测,以确 (5)采用空气间隔装药结构或使用做功能力低、 爆速低的炸药。根据爆破工程类别,采用适宜的空 气间隔、不耦合、垫层装药结构或使用做功能力低、
8
任务2 1. 炸药爆炸时,瞬间释放出巨大的能量,爆炸气 体的温度达摄氏几千度,压力可达10 000MPa 以上。这种高温高压的气体团以很高的速度向周围 介质膨胀、压缩和冲击,使其状态迅速发生变化, 形成以超声速向外传播的间断面,即爆炸冲击波的 陡峭波阵面,而在爆炸气体内产生稀疏波。
5
3 在爆破设计时,为避免爆破震动对周围建筑物 产生破坏性影响,必须计算爆破震动的安全距离, 即爆破震动不至引起被保护对象破坏的爆心至被保 护对象的最小距离。利用式得到爆破震动安全距离 s。
6
3. (1)采用微差(延时)爆破。实践表明,段间隔 时间大于100ms时,降震效果比较明显;间隔时间 小于100ms时,各段爆破产生的地震波不能显著分 开。 (2)采用预裂爆破或开挖减震沟槽。在爆破体 防震孔可以起到降震效果,降震率可达到30%~5 0%。
露天矿山爆破振动效应产生的危害及预防
露天矿山爆破振动效应产生的危害及预防本文从爆破振动的破坏途径与方式入手,简要分析了爆破振动危害机理,提出了减小爆破振动危害的措施。
通过遵义恒聚矿山爆破实例,验证了减小爆破振动危害的预防措施。
标签:爆破振动;原理;危害;措施在工程爆破中,利用炸药可达到各种工程目的,如矿山开采、土石方爆破开挖、控制爆破、定向爆破等。
随着爆破工程技术的广泛应用,人们越来越多地关注爆破振动对爆区周边环境及建筑物造成的不利影响,矛盾越发突出。
长期以来,国内外研究人员对爆破振动的相关问题进行了大量的实践的研究。
1.爆破振动的破坏途径与方式1)振动破坏:振动破坏取决于爆破振动的特性和建筑物的抗震性能,建筑物受到振动的影响主要表现为墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础变形或下沉倒塌。
2)非振动破坏:主要是指与地基状况相关的建筑物的破坏,由于爆破振动的影响,在一定的场地条件下,可能会导致地基土液化,承载力大幅下降,使软弱地基下的基础发生不均匀沉降和开裂。
2.爆破振动危害机制分析爆破地震波包括体积波和表面波,其中体积波由纵波和横波组成,表面波主要是瑞利波(R波),爆破过程中造成振动破坏的主要原因是面波的作用。
大量资料表明,爆破振动的强度与质点振速大小相关,且振速与岩土性质有较稳定的关系,质点振动速度和振动波所携带的能量及所产生的地应力相关联并和结构物的内应力建立关系,所以一般采用质点振动速度峰值作为衡量爆破振动强度的大小指标。
1)如果把介质质点振动看作是简谐运动,其振动速度为:V=2PAf式中:V-质点振动速度m/s;A-质点振动幅值m;f-质点振动频率HZ;2)极限条件下应力与质点振动速度的关系为:Rn=EV1/C式中:Rn-爆破振动在结构体上产生的最大应力MPa;V1-质点峰值振动速度m/s;E-结构体产生的应变;C-爆破振动波的传播速度m/s;3.爆破振动的安全判据按照爆破安全规程(GB6722-2003)规定:评价各种爆破对不同类型建(构)筑屋和其他保护对象的振动影响,应采用不同的安全判据和标准。
爆破有害效应及预防措施
爆破有害效应及预防措施摘要:实爆作业组织难度大、危险系数高,爆破所产生的有害效应目前还难以避免。
本文主要结合了民用爆炸中存在有害效应,提出了控制及预防措施,有利于降低实爆作业中的各种危险和还有因素,提高爆破训练和施工的安全性。
关键词:爆破;有害效应;预防措施一、爆破振动爆破振动是指爆破引起传播介质沿其平衡位置作直线或曲线反复运动的过程,是衡量爆破地震强度大小的物理量。
(一)爆破振动的产生及特征爆破振动在产生和传播过程中,主要受爆源(包括炸药量大小、炸药种类、药包形状、自由面数量、爆破方法等)、离爆源的距离、爆破振动传播区域额地质地形条件的影响。
爆破振动具有以下特征:1.爆破振动持续时间短:一般一次振动只有几十毫秒至几百毫秒。
2.爆破振动频率高:一般主振频率在5-500Hz,不易引起建筑物共振破坏,破坏性相对较弱,破坏性相对较弱。
3.爆破振动主振频率受爆破类型影响大:一般爆破规模越大,其主振频率越低。
4.爆破振动主振频率还与传播介质特性有关5.在分段延时爆破中,爆破振动持续时间较单次齐发爆破长。
(二)爆破振动强度的衡量标准在实施爆破作用时,如何确定爆区附近建筑物地基受到爆破振动的影响,当前我国采用振动速度作为衡量爆破振动强度的标准。
V=K(Q1/3/R)α式中:V—爆破振动速度,cm/s;Q—炸药量,齐发爆破取总炸药量,延期爆破时取最大一次炸药量,kg;R—从建(构)筑物到爆破中心的距离,m;K—与地震波传播地段岩土特性的有关参数;α—地震波衰减指数。
(三)爆破振动的预防与控制随着军事目标爆破和民用地方工程的大规模开展,爆破作业地点日趋临近居民区及工农业设施,为了避免爆区附近建筑物及其里面的精密仪表、设备受到爆破振动损坏,对爆数振动有害效应的预防与控制是必不可少的。
综合大量爆破实践,可以选用延迟爆破、预裂爆破、不耦合爆破、缓冲爆破、适当加大预拆除部位等措施和方法控制和减弱爆破振动有害效应。
二、爆破冲击波爆破冲击波是指冲击波波阵面与介质之间的压差,在距离爆源的不同范围,其作用效果大不相同。
爆破振动处置方案
爆破振动处置方案背景介绍爆破作业是工程建设中常见的施工方式,但会产生噪声和振动,可能对周边建筑物、设备和环境造成影响。
因此,在进行爆破作业时,需要采取相应的措施对振动进行处置,以减小其对周边环境的影响。
爆破振动的危害1.对周边建筑物、设备产生影响,可能造成结构损伤。
2.对土壤造成影响,可能引起土体位移、沉降等问题。
3.对周边环境产生影响,如引起噪声、空气污染等问题。
爆破振动处置方案在进行爆破作业时,需要采取以下措施对振动进行处置:1.决策前应做好现场测振工作,明确各项爆破振动指标,作为制定防护措施和技术方案的依据。
2.对重要建筑物和设备,进行结构安全评价,确定结构强度和振动吸收能力,确定防护措施。
3.根据爆破方案和现场实际情况,采取科学合理的设置参数和减振措施,如调整药包装载量、矫正装药方案、调整爆破时间等。
4.采用振动衰减措施,如使用防护垫、减振板、减振支架等,以减小振动波动对结构的冲击。
5.进行现场监测和定位,及时掌握振动情况,及时调整处理措施。
通过以上措施的综合应用,可以有效地控制爆破振动的影响,保证施工安全和环境保护。
另外,在进行爆破作业时,还需要注意以下事项:1.严格按照有关标准和规定进行爆破作业,做好施工管理和协调工作。
2.对施工人员进行必要的安全教育和培训,提高安全意识和技能水平。
3.制定应急预案和救援方案,随时应对突发情况。
4.加强与周边居民的沟通和交流,做好宣传工作,以获得他们的理解和支持。
结论爆破作业是工程建设中常见的施工方式,但会产生噪声和振动,可能对周边建筑物、设备和环境造成影响。
为减小振动对周边环境的影响,需要采取相应的措施对振动进行处置。
通过科学合理的设置参数和减振措施、振动衰减措施、现场监测和定位等措施的综合应用,可以有效地控制爆破振动的影响,保证施工安全和环境保护。
爆破有害效应及防护
爆破有害效应及防护爆破利用炸药的爆炸能量对介质做功,达到预定工程目标的作业,如水电工程的岩土爆破、建筑物的拆除爆破等。
爆破时对爆区附近的保护对象可能产生的影响和危害,称爆破有害效应,如爆破引起的地震、个别飞散物、空气冲击波、噪声、水中冲击波、动水压力、涌浪、粉尘、有毒气体等。
岩土爆破时产生的作用效应见图9-1。
由图9-1可见,爆破过程中,炸药的爆破能量使岩体产生压缩粉碎区、破坏区和振动区,压缩粉碎区内的岩体完全破碎,这是要求爆除的岩体,破坏区内的岩体产生很多径向和环向的裂缝,岩体的一些物理力学性质发生变化,振动区内的岩体一般不会产生破坏。
当炸药埋深不大时,爆炸产物向大气中逸散,产生一系列作用效应:破碎岩石飞散形成飞石和粉尘、爆轰波向大气扩散形成空气冲击波和噪声、炸药化学反应生成的毒气向空气中扩散。
水电工程爆破有害效应造成的影响,大致可以归纳为以下几个方面:①爆破地震波对大坝混凝土、厂房、地下洞室、地基基础灌浆体的振动影响;②爆破对边坡稳定的影响;③岩土爆破对大坝及建筑地基的影响;④拆除爆破对保留部分的影响;⑤爆破对各类机械设备、电气仪表、输变电系统的影响;⑥水下爆破水击波、动水压力及涌浪对水生物、船舶、闸门及其他水工建筑物的影响;⑦爆破飞散物、毒气、空气冲击波、噪声等对人体的影响。
由于爆破的类型、对象和目的的不同,爆破所产生的危害影响各不相同。
爆破危害影响的程序与爆破技术、爆破参数、施工工艺,以及地质构造岩体物理力学性能、建筑物结构特点等众多因素有关。
通过大量的工程实践和试验研究,爆破技术不断改进和完善,发明和生产了性能良好的炸药和各类先进的起爆器材,针对不同的岩体地质构造和物理力学性能和各类建筑物的特点,合理选择爆破参数进行爆破设计,采用先进可靠的施工工艺。
在各类工程爆破中,已总体掌握了影响的各因素之间的相互关系以及爆破作用效应的基本规律,可实现即能达到设计所要求的工程爆破效果,又可将爆破危害影响降至最低限度,同时采取有效的防护措施,实现将爆破有害效应控制在安全标准允许的范围之内。
爆破振动的防护措施
爆破振动的防护措施在爆破作业过程中,产生的振动可能会对周围环境和建筑物造成一定的影响。
为了降低爆破振动对环境和建筑物的破坏,以下是一些有效的防护措施:1. 调整爆破时间和爆破顺序在爆破作业时间方面,应尽量选择在人们不工作和建筑物不使用的时间进行爆破,避免因爆破作业而造成人员伤亡和建筑物损坏。
同时,可以根据建筑物和环境的实际情况,调整爆破顺序,以减小爆破振动对周围环境的影响。
2. 控制爆破规模和装药量在保证爆破作业安全的前提下,应尽量减小爆破规模和装药量,以降低爆破振动强度。
可以通过优化爆破方案,采用更先进的爆破技术等方法来实现。
3. 设置减震沟、减震穴在爆破作业地点设置减震沟、减震穴等减震设施,可以有效地减小爆破振动对周围环境的影响。
减震沟、减震穴的深度和宽度应根据实际情况进行设置,以达到最佳的减震效果。
4. 建筑物方向与振动方向错开在建筑物设计和施工过程中,应尽量使建筑物的方向与振动方向错开,以减小爆破振动对建筑物的影响。
同时,也可以通过改变建筑物的结构形式和材料等方法来提高建筑物的抗振性能。
5. 建筑物采用柔性基础在建筑物的地基处理方面,可以采用柔性基础来提高建筑物的抗振性能。
柔性基础可以有效地减小爆破振动对建筑物的影响。
6. 植树造林,绿化荒山,改善生态环境通过植树造林、绿化荒山等措施改善生态环境,可以提高生态系统的抗振能力,从而减小爆破振动对环境的影响。
7. 增加建筑物与爆破点的距离增加建筑物与爆破点的距离是减小爆破振动对建筑物影响的最直接方法。
在爆破作业前,应对周围环境和建筑物进行充分的调查和分析,确定合理的爆破距离,以保证周围环境和建筑物的安全。
综上所述,为了降低爆破振动对环境和建筑物的影响,可以采取一系列的防护措施。
这些措施包括但不限于调整爆破时间和爆破顺序、控制爆破规模和装药量、设置减震沟、减震穴、建筑物方向与振动方向错开、建筑物采用柔性基础、植树造林改善生态环境以及增加建筑物与爆破点的距离等。
爆破振动的防护措施
爆破振动的防护措施爆破振动是指在爆破震动波的作用下,地面或者结构物会发生振动现象。
这种振动会给建筑物、地下管线以及人民的生产生活带来很大的危害。
为了保护人民的财产和人身安全,需要采取一系列的防护措施。
第一、合理的规划和设计。
在建设工程的规划和设计阶段,需要充分考虑地质情况、频率特性以及爆破振动波对建筑物的影响。
合理安排建筑物和结构物的位置、间距和形状,以减小振动波的传播和引起的震动效应。
第二、爆破振动监测。
针对爆破工程,需要进行爆破振动监测工作。
通过设置振动传感器和震动计等设备,实时监测和记录爆破振动的数据。
监测结果可以用来评估振动的程度,及时报告给工地方以及周边受振人群,采取相应的应对措施。
第三、采取减振措施。
对于已经存在的建筑物和结构物,可以采取一些减振措施,减小振动波的传播和影响。
例如,设置减振器、隔振墩等,在建筑物的基础上加装减振设备,以吸收和减小振动波的能量。
第四、合理控制爆破药量和装药方法。
在爆破施工中,需要根据地质情况和工程要求,合理控制爆破药量和装药方法。
过量的药量或者不合理的装药方式,会导致振动波过大,加剧振动的危害程度。
第五、设置安全防护区域。
在进行爆破施工时,需要将危险区域进行划分,并设置相应的警示标志和安全措施。
确保人员和建筑物不进入危险区域,以避免受到振动波的影响。
第六、合理选择爆破施工时间。
爆破施工时间的选择也非常关键,可以根据周边建筑物和居民的情况,选择在尽可能少人居住和工作的时间段进行爆破。
避免在夜间或者节假日等人员集中的时间进行爆破,以减少振动对人民生产和生活带来的影响。
第七、提前通知周边居民和单位。
在进行爆破施工之前,需要提前通知周边居民和单位,告知爆破施工时间和地点。
并向周边居民和单位提供有效的防护措施,如封闭门窗、加固建筑物等。
第八、及时排解振动的后果。
如果发生了振动波对人民生产和生活造成的危害,需要采取相应的措施进行排解。
例如,进行建筑物的修复和加固,对地下管线进行检修和维护,以减小后续振动波带来的影响。
爆破震动控制管理制度
爆破震动控制管理制度一、爆破震动控制管理制度的意义1. 保护周围建筑物和设施的安全:爆破震动如果超出一定范围,就会对周围的建筑物、道路、桥梁等设施造成损坏。
建立爆破震动控制管理制度,可以有效地保护周围建筑物和设施的安全。
2. 减少社会消极影响:爆破施工如果引起周围居民的投诉和抗议,会对整个项目的进行造成负面影响。
建立爆破震动控制管理制度,可以减少社会消极影响,提升工程形象。
3. 提高工程质量和效率:通过科学的爆破震动控制管理制度,可以降低爆破施工过程中的震动强度,减少爆破对周围环境的影响,从而提高工程质量和施工效率。
二、爆破震动控制管理制度的内容1. 爆破震动监测:在爆破施工现场周围设置震动监测仪器,对爆破震动进行实时监测。
监测数据应定期上传至相关部门,并保存一定时间供查询。
2. 爆破震动评估:根据监测数据,对爆破震动进行评估,判断是否超出相关标准和规定。
如果超出范围,应及时采取措施进行调整。
3. 爆破震动预警和预防:在爆破前应做好周围建筑物和设施的调查和评估,判断可能受到影响的范围,并提前进行预警,采取预防措施,如搭建防护网、加固建筑物等。
4. 爆破震动控制措施:在爆破现场采取相应的控制措施,如合理布置起爆点、选用适当的炸药和引爆方式等,降低爆破震动的强度。
5. 爆破震动记录和报告:对每次爆破进行详细记录,包括爆破方案、监测数据、调整措施等,形成爆破震动报告,并及时上报相关部门。
6. 爆破震动管理责任:明确爆破震动控制管理的责任单位和责任人员,建立健全的管理机制,确保爆破震动控制工作的有效实施。
三、爆破震动控制管理制度的实施1. 制定爆破震动控制管理制度:相关施工单位应制定详细的爆破震动控制管理制度,包括监测、评估、预防、控制、记录和报告等内容,确保制度的全面性和有效性。
2. 培训相关人员:对负责爆破施工的人员进行培训,包括爆破技术、震动监测和评估、控制措施等知识和技能,提高他们的专业水平和责任意识。
爆破有害效应分析与防护
爆破有害效应分析与防护
爆破有害效应主要包括爆破飞石、爆破震动、爆破毒气和噪音。
爆破冲击波影响甚微,可忽略不计。
对周边影响也非常小。
根据以往的经验,对距离爆区临近的建筑物应进行爆破飞石的防护。
爆破飞石防护采用竹笆网铺盖爆区,然后上面压砂袋,砂袋每平方米的数量主要根据爆破区至建构筑物距离的远近确定。
每次爆破作业,应严格认真进行爆破飞石的防护,确保爆破作业的安全。
每次爆破时应对爆破飞石进行监测,包括飞石的散落范围,主要飞散方向等,以便对爆破飞石的防护和爆破参数进行调整。
为此在本工程邻近建(构)筑物实施爆破的全过程中,针对爆破飞石的防护一定做好以下几项工作:
1、选择好最小抵抗线和爆破抛掷方向;
2、严格控制孔网参数,逐孔计算装药量,严禁过量装药,确保炮孔填塞长度和质量;
3、分多次进行石方爆破,作到多次数、少方量,减小爆破规模;
4、合理选取微差间隔时间(间隔时间不少于50ms);
5、为保证准确的抛掷方向尽量减少排数,并合理布置最小抵抗线
6、合理增加炮孔堵塞长度;
7、爆破有害气体:爆破后的有害气体浓度不应超过《爆破安全
规程》(GB6722—2003)。
土石方工程施工爆破振动控制
土石方工程施工爆破振动控制随着建设项目的不断增加,土石方工程施工爆破振动控制问题日益受到关注。
在土石方工程中,由于爆破作业导致的振动可能会对周围环境和工程结构造成负面影响。
因此,科学有效地控制爆破振动成为了当务之急。
本文将探讨土石方工程施工爆破振动的控制方法和技术。
一、爆破振动的影响因素土石方工程施工爆破振动主要受以下几个因素的影响:1. 炸药性能:炸药的性能直接影响爆破振动。
不同炸药的爆轰速度、爆炸产物体积等因素会对振动产生巨大影响。
2. 爆破参数:爆破参数的设定也会对振动产生影响。
如爆炸药量、起爆时间、孔距等参数设定不合理,都可能导致振动超标。
3. 地质条件:地质条件是影响振动效应的重要因素之一。
地质合理性、岩石性质等都会对爆破振动产生直接影响。
二、爆破振动控制方法为了控制土石方工程施工爆破振动,可以采取以下几种方法:1. 合理设计爆破参数:爆破参数的合理设定是减小振动的重要手段。
通过合理选择炸药性能、设定合理的爆破参数,可以有效地控制振动。
2. 减小荷载力度:可以适当减小荷载力度,减少振动影响。
降低爆破药量、调整孔距等方式可以有效减小振动对工程结构的影响。
3. 控制起爆时间:合理控制爆炸起爆时间,可以缓解振动问题。
通过适当延长爆破起爆时间,可以使振动作用时间减小,减轻振动效应。
4. 采用阻尼措施:采用阻尼措施可以减小振动破坏。
如在振动较大的区域采用阻尼材料进行缓冲,可以使振动向周围扩散减小。
5. 监测与预警:对施工现场进行振动监测,并设置预警机制。
及时监测到振动超标情况,可以采取相应措施进行防范和控制。
三、爆破振动控制的技术手段针对土石方工程施工爆破振动问题,还可以采用一些先进的技术手段,如:1. 数值模拟技术:通过建立土石方工程施工的数值模型,模拟爆破振动的传播和影响范围,为控制措施的制定提供科学依据。
2. 振动监测设备:采用振动监测设备进行实时监测,掌握爆破振动情况,及时调整施工参数,确保振动不超标。
爆破振动与控制技术
摘要:分析了矿山爆破工程中爆破振动产生的原因、爆破地震波的特征及传播规律和影响地震波传播的因素,指出矿山在爆破施工中为减小爆破振动强度、控制和预防爆破地震效应,应选取合理的爆破参数,充分利用微差技术,改善爆破条件等。
关键词:矿山爆破;地震效应;控制技术;降震措施1概述在矿山爆破施工中,因爆破的规模、爆破的方法、爆破自由空间及爆破区域环境条件的不同,爆破所引起的振动、空气冲击波、噪音、有毒气体及露天爆破引起的飞石,对周围的环境、建(构)筑物、设施和人员将产生不同程度的影响。
尤其是爆破振动带来的危害较为严重,它不仅对周围建(构)筑物结构产生不良影响,更严重的是引起矿山与当地村民之间的民事纠纷。
目前大多数矿山企业,为避免和减小爆破振动,采取的主要措施就是降低爆破炸药量。
降低了爆破炸药量,也减少了爆破矿石总量,进而影响了采矿强度和矿山发展中生产规模的提高。
因此,研究和分析矿山爆破振动的控制技术及降震措施,是十分必要的,也是矿山发展中确保生产秩序正常的一项重要工作。
2爆破振动与爆破地震波的传播2.1爆破振动及爆破地震波的形成由岩石爆破机理知,岩石爆破“破坏”是一个炸药能量释放、传递和作功的过程,这个过程非常短暂,只有几十微秒。
在这个短暂的时间中,炸药包在岩石中爆炸,爆轰作用形成的应力波,由药包中心即爆炸中心向周围传播,先是使邻近药包周围的岩石产生压碎圈和破裂圈(压碎圈和破裂圈的大小,由炸药的品种、数量和岩石的性质决定),形成压碎圈和破裂圈,这是我们所希望得到的炸药爆炸的有用功。
而当应力波通过破裂圈后,由于它的强度急速衰减,再也不能引起岩石破裂,而只能引起岩石质点产生弹性振动,并以弹性波的形式向外传播,这种弹性波又叫地震波。
爆破地震波传播到地表,将会引起地表震动,即为爆破振动。
由此引起的地面以及地面上的物体产生颠簸和摇晃的现象及后果叫地震效应。
爆破振动的发生、传播,虽然时间很短,但不加控制,带来的危害很大。
爆破爆炸的危害作用及预防措施
爆炸的危害作用炸药爆炸时,人类可利用其化学能转变成的机械功,完成一些人工或机械不能或难以完成的工作。
爆炸的同时还将产生爆破地震波、空气冲击波、爆破噪音、个别飞石、爆破毒气等危害作用,这些危害作用亦称危害效应或负面效应。
它们对人员、建筑物和设备所造成的危害范围,因爆破规模、性质与周围环境的不同而异。
如露天爆破时,地震与飞石的影响范围较大,空气冲击波在加强抛掷时有显著作用,而松动爆破则几乎没有影响。
爆破规模较大时,还要考虑爆破毒气的危害问题。
为了保证人员和设备的安全,必须正确计算各项安全影响范围,以便采取相应措施。
对于建筑物与构筑物必须评价其安全程度。
对于重要目标必须保证不受爆破地震、空气冲击波和爆破飞石的破坏,要严格进行安全校核,必要时应减少一次(或一段)的爆破装药量或采取其它安全措施。
1.1 爆破地震波1.1.1 地震的有关概念在地底下发生地震的地方,叫震源。
地面上与震源相对处,叫震中。
地震的大小,在地震学上用震级和烈度来衡量。
1.1.1.1 震级震级也称地震强度,用以说明某次地震本身的大小。
它是直接根据地震释出来的能量大小确定的。
用一种特定类型的、放大率为2800倍的地震仪,在距震中100km处,记录图上量得最大振幅值(以1/1000mm计)的普通对数值,称为震级。
例如,最大振幅为0.001mm 时,震级为“0”级;最大振幅值为1mm时,震级为“3”级;最大振幅值为1m时,震级为“6”级。
地震震级的能量究竟有多大?可用爆炸能量来说明。
在坚硬岩石(如花岗岩)中,用2~3×106kg炸药爆炸,相当于一个4级地震。
一个8级地震的功率大约相当于100万人口城市的发电厂在20~30年内所发出电力的总和。
由此可见,虽然地震仅仅发生于瞬时的变化,但地震释放出来的能量却是巨大的。
1.1.1.2 烈度烈度是指某一地震在具体地点引起振动的强度标准,它标志着地震对当地的实际影响,作为工程建筑抗震设计的依据。
爆破安全技术 拓展阅读:爆破振动效应的控制
爆破振动效应的控制在各类工程爆破中,炸药爆炸产生的能量有很大一部分消耗在药包周围介质的过度粉碎以及爆破有害效应的转化中。
这些有害效应包括爆破引起的振动、个别飞散物、空气冲击波、噪声、水中冲击波、动水压力、涌浪、粉尘、有害气体等。
首先,我们一起来看看爆破所引起的振动效应。
一、爆破振动效应及安全标准(一)基本概念1. 爆破振动爆破振动(blast vibration)指爆破引起传播介质沿其平衡位置作直线或曲线往复运动的过程。
2. 质点振动速度质点振动速度(particle vibration velocity)是指爆破振动波作用下,介质质点往复运动的速度。
3. 质点峰值振动速度质点峰值振动速度(peak particle velocity /PPV)指爆破振动波在三个垂直方向上的质点运动速度最大值。
4. 爆破振动持续时间爆破振动持续时间(duration of vibration)指爆破振动波从开始振动到振幅衰减到零所经历的时间。
5. 爆破振动频率爆破振动频率(vibration frequency)指爆破振动质点每秒振动的次数。
6. 爆破主振频率爆破主振频率(main vibration frequency)指介质质点最大振幅所对应波的频率。
(二)爆破振动的影响因素及基本特征1. 爆破振动的影响因素爆破振动在产生和传播过程中,主要受爆源(包括炸药量大小、炸药种类、药包形状、自由面数量、爆破方法等)、离爆源的距离、爆破振动传播区域的地质地形条件影响。
2. 爆破振动的基本特征(1)爆破振动持续时间很短。
一般一次振动只有几十毫秒至几百毫秒,即使对于多段微差爆破,其振动时间也在秒的量级中。
而天然地震振动时间长,一般一次振动能持续几秒至十几、几十秒,所以其破坏能量往往比爆破振动大很多。
(2)爆破振动频率较高。
一般主振频率为5~500Hz,不易引起建筑物共振破坏,破坏性相对较弱。
而天然地震频率低,一般主振频率为0.5~5Hz,这与大多数一、二层结构民用建筑固有频率比较接近,易引起共振破坏,其破坏性强。
爆破公害及安全控制
爆破公害及安全控制在完成岩石爆破破碎的同时,爆破作业必然会伴生爆破飞石、地震波、空气冲击波、噪音、粉尘和有毒气体等负面效应即爆破公害。
因此,在爆破作业中,需研究爆破公害的产生原因、公害强度的分布与衰减规律,通过科学的爆破设计,采用有效的施工工艺措施,以确保保护对象(包括人员、设备及邻近的建筑物或构筑物等)的安全。
为防范与控制爆破地震波、飞石和空气冲击波等的危害,一般应根据各种情况对安全距离进行计算,以便确定警戒范围和安全保护措施。
一、爆破地震岩石爆破过程中,除对临近炮孔的岩石产生破碎、抛掷,爆炸能量的很大一部分将以地震波的形式向四周传播,导致地面震动。
这种震动即为爆破地震。
爆破地震达到一定强度后,可以引起地面建筑物破坏、边坡失稳等现象。
通常认为爆破地震居于爆破公害之首。
衡量爆破地震强度的参数包括位移、速度和加速度等,实践表明质点峰值震动速度与建筑物的破坏程度具有较好的相关性,因此国内外普遍采用质点峰值震动速度安全判据。
我国《爆破安全规程》(GB6722-2003)对某些建(构)筑物的允许质点峰值震动速度作了具体规定,见表1。
表1 建(构)筑物的允许质点峰值震动速度安全质点震动速度(cm/s)保护对象类别<10Hz 10~50Hz 50~100Hz 土窑洞、土坯房、毛石房屋0.5~1.0 0.7~1.2 1.1~1.5 一般砖房、非抗震性大型砖块建2.0~2.5 2.3~2.8 2.7~3.0筑物钢筋混凝土结构房屋 3.0~4.0 3.5~4.5 4.2~5.0一般古建筑与古迹0.1~0.3 0.2~0.4 0.3~0.5水工隧道7.0~15.0交通隧道10.0~20.0矿山隧道15.0~30.0水电站及发电厂中心控制室设备 5.0 新浇筑大体积混凝土龄期初凝~3d 2.0~3.03~7d 3.0~7.07~28d 7.0~12.0质点峰值震动速度的计算用下式式中V--质点峰值震动速度,cm/s;n—药包形状系数,欧美等国家的n值通常取1/2,我国和前苏联一般取1/3;Q--最大单响段药量,kg;R—爆心距,即测点至爆源中心距离,m;K、α—与地质条件、爆破类型及爆破参数有关的系数。
露天矿山爆破振动影响因素及控制对策
露天矿山爆破振动影响因素及控制对策摘要:爆破开挖是露天矿山开采过程中最常使用的方法,在矿山开采过程中占据着非常重要的地位。
爆破振动是施工过程中必然产生的自然现象,影响着矿山的生产安全,一直视为露天矿山首要解决的灾害。
如何控制爆破振动强度在安全范围之内是目前面临的一个主要难点问题。
本文主要对露天矿山爆破振动影响因素及控制措施进行简要分析,从而为露天矿山的顺利开采提供保障。
关键词:露天矿山;爆破振动;影响因素;控制措施引言在露天矿山的爆破工程中,所产生的振动会对矿山附近区域的人员和设备安全产生严重的影响,甚至还可能引发不良事件,造成负面的社会影响。
因而,爆破单位要构建有效控制措施,降低爆破振动对工作区域、操作人员和设备的影响,将爆破工程所产生的振动控制在一定范围内,推动爆破工程顺利进行,实现经济效益和社会效益的协调发展。
1爆破振动产生在利用炸药进行爆破时,炸药在介质内爆炸的过程中会产生强大的能量,大部分的能量会转换成冲击波、应力波和弹性地震波,在介质内传播。
冲击波主要发挥对介质的爆破作用,应力波和弹性波会向介质的周边区域进行传播,进而破坏质点,产生爆破振动。
2爆破振动影响因素2.1炸药类型炸药属性与介质中冲击波的衰减之间存在着十分紧密的联系,当炸药所产生的冲击波压力大于岩石抗压强度的10倍以上时,其爆破地震波在传播过程中会出现大量的损耗,从而使得冲击波的衰减更加迅速。
试验表明:当炸药波阻抗值与岩体的波阻抗值接近时,炸药的爆炸能量有效利用率越大,即可引起更大的爆破振动。
故当爆破工程对爆破振动有要求时,应选择与岩体的波阻抗相差大的炸药。
2.2炮孔直径爆破时炮孔的孔径对爆破振动强度会产生一定的影响,即使它们具有相同的爆破药量,其爆破振动也会随着场地系数和衰减指数的不同而发生变化。
根据相关数据表明,炮孔直径和测点的爆心距是决定爆破振动强度的关键因素。
与大孔径爆破相比,采用小孔径爆破时质点振动时的衰减速度更快,且炮孔直径越大时,爆破振动的强度也会更大,这种振动强度的增长速率与比例药量也有着很大的关系,它会随着比例药量的减少而呈现出爆破强度增大的趋势。
避免爆破振动纠纷是个问题
无论是公路、铁路、水电、城建等项目的工程爆破,还是在矿山或采石场进行爆破,都可能会因为爆破振动影响周边建(构)筑物整体结构稳定,从而受到来自公众和监管方的压力,这些压力会影响施工的进度,甚至造成施工中断。
目前遇到爆破振动纠纷时,一般由政府出面协调,建设单位往往因缺少有说服力的证据,最终在纠纷处置过程中处于不利位置;因此避免爆破振动纠纷是个问题。
1、振动要控制炸药爆炸产生的巨大能量,在完成破碎的同时也不可避免的对周边的地层产生振动,只有振动达到一定限值后,才可能会导致岩体上方的建筑物产生伤害;因此避免爆破振动纠纷最有效的方法是限制单段最大药量和延长药包起爆时差,从而降低振动效应。
2、证据要保全在项目实施前,在房屋所有权人参与下,对可能影响到的房屋逐户的进行勘测取证,对房屋原有的裂缝、破损部位进行测量、照相、预留观测点,并建立相应的档案,在项目实施过程中还需对特定的部位进行连续的变形观测。
3、责任要划清若单次爆破的振幅未超过控制值且裂缝在爆破前后无变化,表明该次爆破未对保护物造成影响,若单次爆破的振幅超过控制值或裂缝在爆破前后有变化,则表明该次爆破针对保护物造成影响;4、解释要到位采取多种方式做好宣传解释工作,争取周边居民的理解和支持,及时掌握动态,化解矛盾,避免群体性事件发生,确保工程建设的顺利进行;同时做好险情应急预案,能及时快速处理突发事件,确保人民群众生命财产安全。
一、监测项目和设备二、监测依据和控制标准《爆破安全规程》GB6722-2014《建筑物容许振动标准》GB 50868-2013《建筑变形测量规范》JGJ8-2016《铁路工程爆破振动安全技术规程》TB 10313-2019《危险房屋鉴定标准》JGJ 125-2016三、现场测试展示四、爆破振动控制管理五、建筑物振动影响评价。
防振、防护覆盖安全措施
防振、防护覆盖安全措施在进行控制爆破时,应对爆破体或附近建筑物、构筑物或设施进行防振、防护覆盖,以减弱爆破震动的影响和噪音,防止碎块飞掷。
1.防振安全技术措施1.1分散爆破点,采用群炮爆破时,采用不同时起爆各药包,就会减弱或部分消除地震波对建筑物的影响。
如果采用迟发雷管起爆,延缓时间在2s以上,振动影响就可按每次起爆的药包重量分别计算。
1.2分段爆破,减少一次爆破的炸药量,选择较小的爆破作用指数n,必要时采用低猛度炸药和降低装药的集中度来进行爆破。
1.3合理布置药包或炮位眼孔的位置,一般情况下,爆破振动强度以与爆破抛掷方向的相反方向最大,侧向次之,抛掷方向振动较小;建筑物高于爆破点,振动较大,反之则较小。
1.4为减轻爆破震动对基岩的影响,一般可采取分层递减开挖厚度的方法;或预留厚度不小于20-30cm的保护层,最后用人工或风镐(铲)清除。
1.5对塌落振动,可采用预爆措施先行切割,或在地面预铺松砂或碎炉渣使起缓冲作用。
2.防护、覆盖安全措施2.1为使人员和财产免受爆破碎片袭击,对爆破附近的厂房、设备、民房等要采取必要的屏蔽措施。
2.2地面以上的构筑物或基础爆破时,可在爆破部位上铺盖草垫或草袋(内装少量砂、土)作头道防线,再在草垫(或草袋)上铺放胶管帘(用长60-100cm 的胶管编成)或胶皮垫、荆芭,最后再用帆布蓬将以上两层整个覆盖包裹,胶帘(垫)与帆布应用铁丝或绳索拉住捆紧,以阻挡爆破碎块和保护上层的帆布不被砸坏和降低声响。
必要时窗洞口及保护部位用2 cm×2cm 网孔铁丝悬挂或覆盖,或遮挡。
2.3对离建筑物近,或附近有重要建筑物的地下设备基础爆破,为防止大块抛掷,爆破体应采用橡胶防护垫(用废汽车轮胎编成排,面积10-12m2);将用环索联结在一起的粗圆木、铁丝网、脚手板、废钢材等护盖在其上进行防护。
2.4对一般崩落爆破、破碎性爆破,防飞石可用韧性好的铁丝防护网、布垫、帆布、胶垫、旧布垫、塑料—尼龙布、荆芭、草帘、竹帘或草袋等作防护覆盖。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
爆破振动有害效应的预防和控制
摘要:爆破有害效应对建筑物的破坏,主要是通过爆破振动产生的力效应和应
变效应作用造成的。
为研究工程爆破中爆破振动有害效应的产生,减少爆破振动
有害效应对周围建筑物和重要设备设施的影响和破坏,结合爆破振动产生的原因、爆破振动特征。
从爆破振动的作用机理原理出发,针对爆破振动有害效应的预防
和控制方法进行了研究和探讨,提出了减少爆破振动破坏作用的有效措施和方法。
关键词:爆破振动;有害效应;预防;控制
引言
在工程爆破施工中,单个药卷爆炸后,在以药卷为中心的一定范围内,岩石
的破坏特征随距离药卷中心距离的不同而发生明显的变化。
根据研究表明,工程
爆破中能量的有效利用率仅仅至占炸药总能量的10%~15%。
也就是说炸药产生
的能量仅有一小部分是做了有用功,大部分能量都转化为对药包周围介质的过度
粉碎及产生不利用于人类的有害效应。
爆破产生的有害效应主要包括爆破振动效应、爆破飞石、爆破噪声、有害气体。
其中爆破振动有害效应尤为突出,特别是
城市浅埋隧道的爆破施工,对周围居民的影响尤其明显。
因此,如何在达到工程
目的情况下,采取一定的技术措施,科学地控制爆破振动有害效应,成为了隧道
爆破工作者亟需攻克的难题。
笔者将依据精细爆破的相关理念,对城市浅埋隧道
爆破施工爆破振动有害效应进行分析,并提出有效的控制措施。
1爆破震动的产生机理
在岩土介质当中,炸药爆炸是一个化学反应,其机理非常复杂,另外还会涉
及很多物理计算。
首先,爆炸的过程中,会产生较大的冲击力,冲击荷载会在岩
土介质当中形成压缩波,这种压缩波进行传播的过程中会导致液体介质出现一定
的塑性形变,最终出现破坏,在爆炸周边产生一个空腔。
通过分析发现空腔形成
的过程中主要是爆炸产生的压缩波,在向外传播的过程中对液体介质产生挤压造
成的,这种压缩波在爆炸载荷之间有正相关性。
在爆炸的过程中如果在空腔半径
之内释放的能量越大那么会导致该非弹性形变区半径也越大,所以非弹性区大小
主要是爆炸能量产生的,也就是其半径大小最终是由爆炸地震波的强度所决定的。
2爆破振动的特征
1)爆破振动持续时间短。
爆破振动由于受爆破器材的延期起爆控制,爆破释放能量时间较短,造成形成的波阵短,与天然地震相比,爆破振动时间几十毫秒
或最多几百毫秒,振动时间都是毫秒级别的,而天然地震都是几十秒甚至几分钟
持续时间较长。
2)爆破振动频率较高。
爆破振动的频率基本在5~500Hz。
而天然地震的频
率为0.5~5.0Hz,天然地震的频率较低,天然地震的振动频率与一般民用建筑物
的固有频率4~12Hz接近,容易引起建筑共振破坏,破坏力比爆破振动强。
3)爆破振动频率受爆破规模和爆破类别影响较大。
爆破规模越大,一次爆破炸药量越大,造成的爆破振动就越接近天然地震,其破坏效果就越大。
其次爆破
振动频率还受爆破类别的影响,不同的爆破形式造成的爆破振动效果不同,浅孔
爆破或隧道爆破其主振频率一般为40~100Hz或100Hz以上;深孔爆破的主振频
率为10~60Hz;硐室爆破的主振频率一般小于20Hz;拆除爆破的主振频率一般
在10~40Hz范围内,而且拆除后的建筑物倒塌坠落产生的振动频率与建筑物固
有频率十分接近,因此容易造成周围建筑物破坏,应当给予重视,采取相应措施
进行处理。
4)爆破振动主振频率的传播与介质有着密切关系。
介质密实度越大,越坚硬
其振动衰减就越少,传播就越远,相反在裂隙很大、岩石分化严重的区域内,其
衰减就越厉害,因此可以根据此现象对爆破振动采取相应的控制措施。
除以上几点外,爆破振动还与炸药的类型、炸药量、药包形状、自由面数目、爆源远近、地质条件等有关,爆破振动影响因素较多且较为复杂,为了有效的控
制爆破振动,需综合考虑其影响因素,采取有效措施进行预防控制。
3爆破振动控制方法研究
3.1选择恰当的炸药种类
不同种类的炸药,其密度、爆热、爆速、做功能力和猛度等性能指标也不同。
而炸药密度和爆速直接决定了该炸药波阻抗的大小。
理论研究和工程经验表明,
炸药的波阻抗越接近爆破介质的波阻抗,炸药爆炸后产生的振动强度越大;炸药
的波阻抗大于爆破介质的波阻抗,振动强度也显著增大,反之,则显著减小。
因此,在保证爆破效果的同时,尽量选择使用低爆速、低密度的炸药。
这样可以显
著降低爆破振动速度。
3.2隧道爆破施工超前地质预报措施
由于爆破区域地貌复杂多样,岩层产状变化较大,需要超前地质预报。
1)超前钻孔探测。
在下一循环开始施工之前,在掌子面中心打一超前钻孔,
深度为进尺的2~3倍,孔径可用40mm或更大一点的孔径。
以探测掌子面里面
的地质情况,包括岩石性质、是否有弱面和断层、是否有地下涌水洞穴等。
以便
下一循环施工采取必要的安全预防措施。
2)地质和支护状况观察。
施工时尽量避开雨季,对洞口软弱围岩段采用喷射
混凝土、钢筋网、钢架、管棚和锚杆联合支护,并辅以小导管等超前支护。
在隧
道爆破开挖后,由于围岩内力通过爆破破坏后,会重新形成新的应力分布,将引
起开挖及支护面的不断变形。
每次爆破后,应及时检查开挖面的变化状况,并观
察岩石的节理走向、围岩硬度、是否有水及岩溶孔洞等一系列可能影响施工的因素,从而确定下一步的支护方法。
喷锚支护后,由于受到上部围岩的压力,支护
拱架和喷射砼表面可能会出现裂隙、局部剥落、产生变形等现象,应适时地对喷
射面进行观察,保证隧道的安全施工。
3.3采用毫秒微差起爆技术降低爆破振动
微差爆破,又称毫秒爆破,是一种延期间隔为几毫秒到几十毫秒的延期爆破。
由于前后相邻段炮孔爆破时间间隔极短,致使各炮孔爆破产生的能量场相互影响,既可以提高爆破效果,又可以减少爆破地震效应。
毫秒微差爆破段数越多,能使
前后起爆的炸药量产生的地震波主震不重叠,选使前后起爆的炸药量产生的地震
波互相干扰,降振效果越明显。
微差起爆的振动强度要比齐发爆破降低1/3~2/3。
3.4选择合理的延期时间间隔
毫秒爆破成功降振的关键在于选择合理的延期时间间隔。
理论上,当相邻起
爆炮孔的延期时间间隔取爆破地震波主振周期一半的奇数倍时,则会使相邻炮孔
爆破地震波的波峰和波谷相遇,即反向叠加,达到干扰减振的目的;但当相邻起
爆炮孔的延期时间间隔等于爆破地震波主振周期的整数倍时,会造成相邻炮孔爆
破地震波正向叠加,从而增加了爆破振动强度。
因此,确定合理的延期时间间隔
是实现减振效果的关键。
研究表明:当相邻炮孔的延期时间间隔大于50ms时,基本可以避免爆破地
震波出现叠加现象。
在各分断面对前5段采用跳段使用,使延期间隔时间≥50ms,有效避免了爆破地震波的叠加。
结语
爆破施工的过程中由于爆破理论不成熟,周边环境复杂多变,无法有效地对
爆破进行控制,没有采取合理的措施来降低爆破产生的危害,会造成周边产生一
定的影响。
在此过程中爆破震动强度过大,可能会导致周边爆破区域附近的构筑
物出现一定的损坏。
在实际工程当中这种现象较为普遍,而且形成的原因非常复杂,很容易产生民事纠纷。
因此在后续进行爆破施工的过程中一定要加强计算分
析爆破可能对周边环境产生的影响,与实际情况相结合,采取合理的措施对爆破
影响周边的情况进行有效的控制。
参考文献:
[1]蔺新丽,李媛媛.爆破有害效应的控制措施综述[M].北京:煤炭工业出版社,2008:131-136.
[2]付士根,许开立.爆破振动效应预报及减震措施[J].中国安全生产科学技术,2006(6):45-48.
[3]余佳力.城市隧道建设对地表建筑物的影响研究[D].武汉:武汉大学,2012.
[4]孙尚鹏.扩建隧道爆破振动与超前地质预报测试分析[J].价值工程,2019,38(21):149-150.。