隧道爆破振动检测方案

用科学技术为客户规避风险，创造价值——四川交博环境检测有限公司绵阳市一环路南段工程王家山隧道工程爆破振动检测方案四川交博环境检测有限公司二O一七年三月目录一、编制依据及范围 (3)1．编制依据 (3)（1）绵阳市一环路南段工程王家山隧道结构施工图及设计说明； (3)2.编制范围 (3)二、工程概况 (3)三、监测方案 (4)1.监测目的 (4)2.控制标准的选取 (5)3.检测方案概述 (6)4.检测实施 (6)5.监测频率及周期 (10)6.监测数据反馈流程 (11)7.异常情况处理措施 (11)8.监测成果及提交形式 (11)9.拟投入本项目设备仪器 (12)四、监测流程及相关配合 (13)1.工作流程图 (13)2.与相关单位的配合 (14)王家山隧道钻爆施工振动检测方案一、编制依据及范围1．编制依据（1）绵阳市一环路南段工程王家山隧道结构施工图及设计说明；（2）现场勘察及相关咨询的分析；（3）本工程设计、施工及管理的依据和有关法律法规：①《爆破安全规程》(GB6722-2014)；②《公路隧道施工技术规范》(GB10204)；③《中华人民共和国环境保护法》；（4）与本工程有关的技术规范及质量验收标准。

（5）相关同类工程资料。

2.编制范围绵阳市一环路南段工程(K1+810～K2+530,全长770M)隧道的爆破施工。

二、工程概况绵阳市一环路南段工程位于涪城区南湖、机场片区，其中隧道工程穿越王家山，隧道总长度770M，隧道西洞口桩号K1+810，东洞口桩号K2+580，其中明挖段长240M(西洞口70M，东洞口170M)，暗挖段长530M，本工程拟定采用双向掘进的钻爆施工，由于隧道起始点和贯通点附近有公用和民用建(构)筑物，爆破施工诱发的振动将对周边建(构)筑物和环境产生不同程度的影响和破坏，因此在爆破作业时应对爆破振动进行监控，将爆破活动引发的振动危害严格控制在允许的范围内。

经2017年3月29日现场踏勘表明，王家山隧道钻爆施工振动影响主要集中在三个区域，分别是西洞口始点上方的A区域，西洞口始点下方的B区域和贯通点下方的C区域，其中A区域为3栋普通民房，B区域为11栋普通民房及塔吊厂房，C区域为高尔夫球场及场内公共建筑，详见王家山隧道与保护建(构)物位置关系图。

图1：王家山隧道与保护建(构)物位置关系图三、监测方案1.监测目的本工程为山体内隧道爆破开挖，但在隧道起点及贯通点附近有公用和民用建(构)筑物，其爆破诱发的振动将对周边建(构)筑物和环境产生不同程度的影响和破坏。

尤其是个别隧道在掘进初期洞门前和后期贯通前20M因爆破环境较为复杂，在爆破作业时应对其爆破安全性进行校核和有效的控制，因此爆破振动检测需实现如下目的：（1）通过快速、准确检测质点振动强度，积累相关数据，指导施工方案修正、限制和优化供科学依据。

（2）对特定建筑物进行质点振动检测，以保证建筑物和运行设备的安全。

严格将爆破、强夯、打桩等活动引发的振动危害控制在允许的范围内，对监测对象进行安全评价。

（3）对特定位置、可能引起民事纠纷的地段或建筑物进行质点振动检测，为工程验收和可能发生的司法程序提供依据。

2.控制标准的选取爆破测试主要包括两个方面的内容：一是研究爆破过程中地震波的衰减规律，地质构造及地形条件对它的影响，地震波参数和爆破方式的关系；另一方面是研究建（构）筑物对于爆破振动的响应特征，这一响应特征与爆破方式、构筑物结构特点的关系。

就具体内容而言，爆破振动测试的内容包括：地表质点振动速度、振动位移、振动加速度测试；结构、建筑物的反应谱测试。

根据《爆破安全规程》(GB6722-2014)规定：建(构)筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率两个指标。

一般建(构)筑物的爆破地震安全性应满足安全振动速度的要求，并对主要类型的建(构)筑物的安全质点振动速度有如下规定：序号保护对象类别安全允许质点振动速度V,cm/sf≤10Hz10Hzf≤50Hz f＞50Hz1土窑洞、土坯房、石房屋0.15～0.450.45～0.90.9～1.52一般民用建筑物 1.5～2.0 2.0～2.5 2.5～3.03工业和商业建筑物 2.5～3.5 3.5～4.5 4.2～5.0 1注1:表中质点振动速度为三分量中的最大值；振动频率为主振频率。

注2：频率范围根据现场实测波形确定或按如下数据选取:硐室爆破f<20Hz；露天深孔爆破f=10～60Hz；露天浅孔爆破f=40～100Hz；地下深孔爆破f=30～100Hz；地下浅孔爆破f=60～300Hz。

注3：爆破振动监测应同时测定质点振动相互垂直的三个分量。

基于本工程中涉及的普通民房和公共建(构)物的振动安全允许振速，参照上述中“一般民用建筑物”就低取值，即本项目振动安全允许速度值为1.5CM/S。

3.检测方案概述结合本工程的施工方案、现场踏勘资料及检测目的等因素，拟定爆破试验和过程检测相结合的测试方案，即在西洞口钻爆作业前进行2-3次试验爆破，通过检测结果掌握该爆区内爆破振速、齐发药量、距离三者关系，预测和验证爆破方案的可行性，为指导施工方案修正、限制和优化提供科学依据，同时在实际施工过程中对西洞口处AB区域和贯通点处C区域进行持续振动检测，严格将爆破活动引发的振动危害控制在允许的范围内，并对监测对象进行安全评价。

如在持续检测过程中出现接近和超过安全允许速度值（1.5CM/S）时，增加爆破试验测试。

4.检测实施（1）爆破试验根据M.A.萨道夫斯基地震动最大速度经验公式估算振动速度，是进行爆破振动控制的重要依据，由于公式中的K和Α值与场地地质、地形条件等因素有关，不同的地质、地形条件具有不同的K、Α值，因此必须实地测定K、Α值。

1测点布置爆破试验应安排在西洞口正常施工前，分别以爆心为起点，过A区域和B区域保护物的延长线上，以近密远疏的方式至少布置6个三向速度传感器（各监测点与点宜在同一高程），若现场条件允许，在保证设备安全的前提下，各传感器与点的距离可设定为10M、25M、50M、100 M、200M，或根据现场场地条件调整。

而传感器的布置见图2图2：振动参数测试测点布置图2传感器安装在前2小时，按预定的位置及要求安装三矢量速度传感器，其中Z 方向铅直，X方向指向爆源为水平径向，Y方向为水平切向。

对监测点进行编号，测量并记录震源中心及传感器的位置与高程。

3仪器连接与调试在前30分种，将采集仪连接各传感器，记录传感器和采集仪编号，设置参数，选择合适的开门阀值（宜为预测最大幅值的20%且不低于0.2CM/S，防止频繁误触发），确认仪器连接、调试完好，使用保护罩盖在仪器和传感器上，加以保护。

在现场警戒前撤到安全区域。

4现场测试产生的振动超过仪器设定的开门阀值，开始记录振动信号。

警戒解除后，进入现场收拾仪器、传感器与连接线。

清除粘结在地表面的石膏，收拾现场工作垃圾。

5资料整理通过计算机RJ45接口与记录仪连接，传输现场记录的振动波形数据。

使用振动分析软件对波形进行分析处理，分别读取竖向、水平径向和水平切向的振动峰值、峰值主频、主振持续时间等参数。

6计算K、Α值振动衰减规律与场地地质、地形条件等因素有关，根据位于直线上的各振动监测点振动幅值变化可以计算表征振动衰减规律的K、Α值，计算方法一般采用最小二乘法进行回归分析计算。

根据萨道夫斯基公式：α)(3/1RQ K v =式中：Q ---齐爆药量(KG )，R ---爆心距(M )，V —地振动质点最大速度（CM /S ），K、Α为与点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。

对上式两边取对数，则得：）（RQ K v 3/1log log log α+=引入变量：vy log =K k log =（RQ x 3/1log =x k y α+=上式为一元线性回归方程，K 、Α为回归方程的回归系数。

根据最小二乘法，将各监测点的质点振动速度值及齐爆药量Q、爆心距分别代入上式，进行回归分析计算，得到该地质与地形条件下的K 和Α值。

必要时，可分别计算竖向、水平径向和水平切向质点振动参数K 和Α值。

（2）过程监控根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）规定，爆破振动监测应同时测定质点振动相互垂直的三个分量，并采用三个分量中幅值最大值来进行安全允许评价。

1测点布设测点应布设在靠近爆源区的建（构）筑物部位，且能够全面的反应各个监测区域振动影响情况，本项目需在王家山隧道与保护建(构)物位置关系图中标识的A、B、C三个区域内布设测点，各个区域布设三个测点，在实际监测中根据现场爆破作业点距建（构）物距离的变化进行调整，传感器的安装见图3。

爆破区图3：振动监测点布置图2传感器安装在前2小时，按预定的位置及要求安装三矢量速度传感器，其中Z方向铅直，X方向指向爆源为水平径向，Y方向为水平切向。

对监测点进行编号，测量并记录震源中心及传感器的位置与高程。

3仪器连接与调试在前30分种，将采集仪连接各传感器，记录传感器和采集仪编号，设置参数，选择合适的开门阀值（宜为预测最大幅值的20%且不低于0.2CM/S，防止频繁误触发），确认仪器连接、调试完好，使用保护罩盖在仪器和传感器上，加以保护。

在现场警戒前撤到安全区域。

特别对于二滩厂房、大坝及进水口的振动监测，应反复调试开门阀值，以确保接收有效信号。

4现场测试产生的振动超过仪器设定的开门阀值，开始记录振动信号。

警戒解除后，进入现场收拾仪器、传感器与连接线。

清除粘结在地表面的石膏，收拾现场工作垃圾。

5资料整理通过计算机RJ45接口与记录仪连接，传输现场记录的振动波形数据。

使用振动分析软件对波形进行分析处理，分别读取竖向、水平径向和水平切向的振动峰值、峰值主频、主振持续时间等参数。

必要时，对三分量振动数据进行矢量和运算，得到合成最大振幅。

6振动影响评价根据各监测点的监测对象的性质、龄期，对照选定的振动控制标准，结合实测振动幅值进行评价。

若监测点任一方向的实测最大质点振动速度超过相应的振动控制标准，则质点振动速度超限，可能或已经对所监测的对象造成损伤或破坏；若监测点所有方向的实测最大质点振动速度均小于相应的控制标准，则表明监测对象不会受到振动损伤，是安全的。

若实测振动幅值超限，应对监测对象进行宏观调查，观察监测对象是否出现细微裂缝、起鼓等损伤现象，必要时可利用声波检测等手段对振动影响程度进行评价。

若合成最大质点振动速度超限，也应引起重视，并结合现场宏观检查结果进行综合评断。

5.监测频率及周期王家山隧道工程爆破振动检测工作应贯穿于整个隧道的控爆开挖施工的全过程。

监测频率根据爆破施工作业而定；当出现工程事故或其它因素造成监测项目变化或监测数据接近预警值时应及时通知建设单位，并根据其要求进行加密观测；出现事故征兆时应进行连续监测并立即通知相关单位。