开挖爆破振动监测方案

雅砻江桐子林水电站导流明渠及金龙沟料场爆破振动试验与监测方案

浙江华东工程咨询有限公司

二○○九年十二月二十日

目录

1前言 (3)

1.1工程概况 (3)

1.2现场条件 (3)

1.3振动影响分析 (4)

1.4降低开挖爆破振动影响的措施 (5)

2爆破振动控制标准 (6)

2.1爆破振动特点 (6)

2.2爆破振动控制标准 (6)

3监测目的与内容 (7)

3.1监测目的 (7)

3.2监测工作内容 (8)

4开挖爆破振动强度预测与分析 (8)

4.1爆破振动强度预测方法 (8)

4.2爆破振动强度预测与分析 (8)

5爆破振动监测依据 (9)

6爆破振动监测与试验实施方案 (10)

6.1测振仪器及安装方法 (10)

6.2爆破振动监测流程 (11)

6.3爆破振动监测方法 (12)

6.4爆破振动试验与监测工作布置 (17)

7监测工作安排原则 (19)

8监测报告及提交 (20)

9监测费用 (20)

10项目组织及人员与设备投入 (21)

10.1项目人员投入 (21)

10.2项目设备投入 (21)

11现场配合与协调 (22)

11.1监测单位现场职责 (22)

11.2土建承包人配合工作 (22)

12类似工程业绩 (22)

1前言

1.1工程概况

桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内的雅砻江干流上，是雅砻江干流下游最末一级梯级电站，其上游有多个梯级电站，其中在建的有锦屏一级、锦屏二级、桐子林水电站，已建成的有二滩水电站。桐子林水电站由河床式发电厂房、左右岸挡水坝及泄洪闸等建筑组成，电站总装机为600MW。桐子林水电站右岸有桐雅公路通过，左岸有攀枝花至米易公路通过，电站枢纽上距二滩水电站约18km，下距攀枝花市约28km，电站距成昆铁路桐子林火车站约1km。

桐子林水电站永久建筑物布置从左岸至右岸依次为左岸接头挡水坝段（混凝土重力坝）、河床式厂房坝段、泄洪闸坝段、右岸接头挡水坝段。坝顶轴线长度为440.43m，坝顶高程1020.00m，最大坝高71.30m，最大闸高66.50m。桐子林水电站于2004年10月开始筹建，计划2009年11月导流明渠工程开工，2011年10月主体土建工程开工，2015年3月首台机组发电，2016年3月工程竣工。

1.2现场条件

1.2.1导流明渠施工简况

桐子林水电站导流明渠位于河床右岸滩地上，导流明渠开挖占线长约1000m，沿坝轴线长约100m，开挖高差最大约37m，总开挖工程量约115万方。开挖历时3.5个月。

导流明渠施工工期紧，工作面狭小，爆破开挖作业与边坡支护、地连墙、新浇混凝土、固结灌浆、围堰高压旋喷等存在同期施工情况，而且爆破开挖区域临近过坝公路及边坡。因此开挖爆破作业对边坡、支护、地连墙、新浇混凝土及固结灌浆等振动影响在所难免。

1.2.2导流明渠工程地质简况

导流明渠开挖揭露的基岩主要为条痕状混合岩和砂页岩，大多属中硬岩。根据有关资料，不同岩性的爆破振动参数K、α参考值见表1.2-1。

表1.2-1 不同岩性的K 、α值参考值一览表

导流明渠爆破开挖范围内大多为Ⅴ类和Ⅳ类岩体，根据经验，试验前的K 和α经验值可分别取250和1.8。

1.3振动影响分析

1.3.1导流明渠开挖爆破振动影响分析

导流明渠与右岸公路高边坡的最小距离约为15m ，导流明渠开挖爆破施工作业将会对邻近的右岸过坝公路、边坡及支护结构产生一定的振动影响。导流明渠开挖爆破振动影响部位见图1.3-1。

防渗墙

纵向围堰

下边坡锚索上边坡锚索

公路下边坡

公路上边坡右岸过坝公路

开挖爆破

边坡支护

导流明渠

图1.3-1 导流明渠开挖爆破振动影响部位示意图

另外，根据导流明渠施工总体布置，在导流明渠爆破开挖施工期间，边坡支护施工（喷混凝土、锚杆及预应力锚索）、地连墙施工、左导墙浇筑混凝土施工等将陆续开始或尚未完工。因此，导流明渠的开挖爆破施工也会对该部位的其他施工作业或建（构）筑物产生振动影响。

1.3.2金龙沟料场开采振动影响分析

金龙沟料场为原二滩电站人工骨料场开采剩余部分，位于二滩电站左岸坝肩上游金龙沟谷坡左侧，距二滩大坝和厂房直线距离约800m，距金龙山滑坡体边缘约350m。料场开采爆破将对二滩大坝、厂房造成振动影响，《雅砻江桐子林水电站金龙沟人工砂石系统料场开采规划方案咨询意见》，大坝和厂房的爆破振动质点允许振速<0.5cm/s。在开采时对料场开采爆破施工进行监控，以保证二滩电站的运行安全。

1.4降低开挖爆破振动影响的措施

在土建开挖爆破施工过程中，设法减弱爆破振动强度，一般采取以下控制措施：（1）严格控制段最大装药量

降低段药量是控制爆破振动最直接、有效的措施。从M.A.萨道夫斯基公式

可以看出，爆破振动强度与段药量Q成正比关系，与爆心距成反比关系，当段药量减少，质点振动强度降低。

（2）改变最小抵抗线W的方向

根据力学原理分析，在地质、地形条件及爆破参数相同的条件下，振动作用最强烈的方向是最小抵抗线W的后方，而侧面较小。所以最好采用斜线或V形起爆方案。

（3）合理选择各段起爆时间间隔

完整的单段爆破地震波形应包括初震相、主震相和余震相。主震相周期一般为50~100 ms。为避免后一段爆破产生的地震波与前一段地震波相叠加而加强，两段起爆时间间隔△t应有所控制，宜使△t≥100 ms。

（4）采用预裂爆破

实践表明，预裂爆破降震率可达到30%以上，甚至可达50%以上，预裂爆破已成为控制爆破振动强度的有效措施。

（5）开挖减振沟槽

在爆源与保护对象之间开挖减振沟槽可以降低爆破振动强度，但减振沟槽应有一定规模且有一定深度。

（6）采用孔内微差爆破

当孔深很大，单孔装药量大于最大段药量时，可采用孔内微差与孔外微差结合的爆破方法，也可采用“半台阶”爆破法，爆破振动强度可有效地下降。