爆破振速监测

爆破振速监测

（1）监测目的

隧道施工对地面建筑的影响主要有两个方面：地表不均匀沉降和爆破振动，当这两者的作用超过建筑的承受能力，会造成楼房等地表建筑的开裂，后果非常严重。其中，爆破振动具有瞬时性，是居民对隧道施工最直接的感受，对居民的生活产生较大干扰同时也引发居民对建筑安全的担心和质疑。因此必须进行爆破振动监测，严格将爆破震动危害控制在允许的范围内，监测对象安全评价，为后续施工提供精确可靠的数据和指导后续施工爆破方案设计等是爆破振动监测的主要目的。

（2）工作内容

工作内容为对爆破影响范围内需保护的建（构）筑物进行实时振动监测，确保振速控制在规范规定和建、构筑物安全范围内，具体的工作内容有：现场熟悉、了解和掌握场址影响区范围内构筑物状况；配备先进监测设备、按有关规范对爆破影响区建（构）筑物进行爆破振动监测，对监测数据进行处理分析：

A. 对振动技术参数即频率、振幅、周期、振动时间、振动相位等的监测。

B. 对振动量即速度、加速度、位移等物理量的监测。

（3）爆破振动监测原理

爆破振动监测原理如流程图 图形数据输出

计算机RS232接口CPU

外触发输入时钟、触发电路

掉电保护

存储器

AD 转换可变增益

放大器传感器

由于炸药在岩石中的爆炸作用，使安装布置在监测质点上的传感器随质点振动而振动，使传感器内部的磁系统、空气隙、线圈之间作相对的运动，变成电动势信号，电动势信号通过导线输入可变增益放大器将信号放大，进入AD转换，再通过时钟、触发电路，同时也通过存储器信号保护，再通过CPU系统输入计算机，采用波形显示和数据处理软件进行波形分析和数据处理。

（4）监测方法

爆破振动监测是实时监测，所以在爆破前根据实地调查结果进行细致的准备工作，并严格按照工作流程进行工作。

为确保监测的准确可靠，首先对爆破点附近的监测对象进行详细准确的调查后，确定监测对象，然后在爆破前对监测系统进行检查、检测和标定，同时根据监测对象与爆破点相对位置关系，确定测点位置及布置方法，提前进入现场进行安置，根据爆破时间进行监测。

A 测点布置

根据设计要求，将爆破振动测点布置在所需监测的地表、建筑物结构支撑柱、隧道侧壁上。安装传感器时必须安装稳固，否则质点的速度监测数据将产生失真现象，一般采用石膏固定传感器效果较好。还应注意对传感器的保护，使其避免受到爆破碎石或其它物体的物理性损伤。另外必须注意传感器的方向性。

a、测点布置遵循的原则

最大振动断面发生的位置和方向监测；

爆破地震效应跟踪监测；

爆破地震波衰减规律监测。

b、测点的布置方法

按照上述原则和爆破地震的传播规律和以往的经验，隧道爆破振动监测点布置在隧道一侧底部，每次监测选择离爆破点最近的2个测点，每个测点布置垂直方向、水平方向和水平切向的传感器；地面建构筑物的测点布置在距爆破中心最近的建构筑物及其地表面，即靠近开挖隧道一侧（迎爆面）。

对于建构筑物测点选取基础上表面，若基础埋于土层下，则选择最近基础且坚实的散水作为测点。

B 监测

a、爆破振动速度监测系统

爆破振动速度测量系统一般由拾振器（或测振仪配合传感器）和记录器（包括计时器）两个部分组成。

b、使用仪器

爆破振动监测拟使用Mini-BlastⅠ型爆破测振仪,该仪器是一款处于国际、国内领先水平，高智能化、高精度的精密监测仪器，完全符合国内爆破振动影响安全评估要求。仪器配备高分辨率的液晶显示屏，全中文界面，现场独立运行，且体积小、重量轻，易于携带，可以胜任各种恶劣环境下的监测。

该仪器各项技术指标：

采集方式：全并行同步采集；

工作温度：-10℃~60℃；

输入阻抗：1MΩ/20pF；

A / D ：24bit；

采样速率：10000 Hz ；

动态范围：100dB；

量 程：±10V ；

供电方式：内置锂电池，工作时间≥24小时，具有电量指示； 测量范围：振动速度0.001～35cm/s ；

频响(标配传感器)5～300Hz 。

C 、监测数据的处理分析

采用自动记录仪将速度传感器测得的测点水平径向、水平切向和垂直方向上的振动速度进行记录。所记录的振动波形应有时间标尺，并标出最大振幅值和所处时刻。

然后需对爆破振动质点速度进行回归分析，模拟出其传播规律。回归分析可根据测点高程不同采用分组进行，选择相互之间高差较小的测点作为一组采用萨道夫斯基公式进行回归分析：

α)/(3/1max R Q K V =

式中，Vmax 为测点最大振动速度，应分三个方向统计分析；

K 、α为衰减系数；

Q 为爆破装药量，齐发爆破时为总装药量，延时爆破时为最大一段药量；

R 为测点至爆源的距离。

按照最小二乘法原理，根据爆破振动监测数据，可求出K 、α值。K 、α值与爆区地形、地质条件和爆破条件都相关，但K 值更依赖于爆破条件的变化，α值主要取决于地形、地质条件的变化。爆破临空条件好，夹制作用小，K 值就小，反之K 值大；地形平坦，岩体完整、坚硬，α值趋小，反之破碎、软弱岩体，地形起伏，α值趋大。根据我公司以前的相似工程经验，K 取值范围大部分在50～1000之内，α取值在1.3～3.0之间。而近距离振动衰减规律和远距离衰减规律可分开考虑，当比例距离R ’=R/Q ≤10，为近距离，R ’=R/Q ≤10时为远距离。近距离振动K 值较大，可达500以上，α值较大，可达2.0～3.0；远距离爆破振动，K 达130～500，α为1.3～2.0。

（5）建、构筑物及已开挖地下隧道的安全性评估

评价各种爆破对不同类型建（构）筑物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。地面建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。

《爆破安全规程》（GB6722-2003）中对爆破振动安全规定如下：

爆破振动安全允许标准