减小药室爆破对周围爆破地震影响 -

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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岩土工程中爆破引起的地震危及周围建筑物、构筑物和附近村庄民房的安全，特别是在药室大爆破时，由于总装药量与最大一段药量都比较大，所产生的爆破地震振速也大，爆破震动对周围环境的破坏效应也大，更值得重视和认真对待。
　　爆炸地震波在岩土介质中的传播和衰减规律，到目前为止，还没有一个统一的力学模型可以全面描述它的本质。因而，所有的数值计算结果与实测资料之间常出现较大差异。为此，进行理论与实践的探讨求出新的公式是十分必要的；但在目前情况下，选择现有经验公式，认真试验求取有关的参数值，从而求得更为逼近真实的结果，是一个较为可行的途径。如在工程中，采用萨道夫斯基经验公式，认真选择求取有关参数，求出最大一段装药量后，使振速控制在《爆破安全规程》(GB6722-86)规定的安全振速范围内，从而使爆破地震的影响减小到允许的程度。

1　工程概况

　　进行药室爆破的君山位于某厂区，其岩石物理性质为：单向抗压强度为100～120MPa(f=10～12)，单向抗拉强度为6MPa，密度2.6t/m³，岩层属于厚层石灰岩，山体表土覆盖较少，山体内有小溶洞裂隙等。在平整场地时，曾对其边坡进行修整，由于山体裂隙断层的存在，经雨水的冲刷，多次发生山体滑坡，危及厂房和运输通道，故决定对其分东西两部分进行大爆破，以消除隐患。

1.1　爆区情况
　　东部爆区长112m，宽50m，爆破高度约40m，导硐设计标高 1 240m。其东侧为农田，南侧距厂房100m，西侧为西部爆区，北侧距最近的村庄民房134m。
　　西部爆区长75m，宽40m，爆高约30m，导硐设计标高 1 250m。东侧为东部爆区，南侧距库房100m，西侧距电力室120m，北侧距最近村庄民房95m。西部爆区起爆晚于东部，以便在东侧形成1个空间，减少飞石对民房造成的损失。

1.2　爆破要求
　　(1)由于东西部爆区的北侧有民房和村庄，应避免爆破地震、飞石等的影响和危害。
　　(2)爆破时要使岩石向北侧和东北侧倒塌，不向南侧方向倒塌。

2　爆破方案

2.1　爆破方案的确定
　　根据地形、地质特点和对爆破的要求，经多个方案比较后，确定总体爆破方案为：条形分集药包，大空腔比为φ=5～6，间隔堵塞装药结构和微差毫秒爆破的减弱松动崩塌爆破总体方案。爆破作用指数设计n=0.6。最小抵抗线：东部w_E=14～20m；西部w_w=10～13m。最小抵抗线与埋深比w/H≤0.5。

2.2　最大一段药量的控制
2.2.1　安全爆速
　　根据《爆破安全规程》，结合本次爆破现场情况，为了保证附近村庄毛石房的安全，应使最近距离(R_W=95m，R_E=134m)处的振速控制在v_A≤1.0cm/s。
2.2.2　确定k与α值
　　由相似理论——量纲分析的结果，给出按萨道夫斯基经验公式计算振动速度为

(1)

　　式中：k与α分别为爆破系数与衰减指数；Q为最大一段药量；R为测点与爆心的距离。
　　将式(1)变形得

lnv=lnk αln(Q^1/3/R)

　　令y=lnv,a₀=lnk，a₁=α，x=ln(Q^1/3/R)，得y=a₀ a₁x。
　　通过3次试爆与测试所得数据，用最小二乘法原理进行线性回归后，计算得出a₁，a₀的数值；求得k=80，α=1.8。
2.2.3　最大一段药量的计算
　　将东西部爆区的R_E，R_W，v_A=1cm/s，k=80，α=1.8等值代入式(1)中，可得Q值，即东部爆区最大一段药量不得超过1 500kg，西部爆区最大一段药量不得超过500kg。

2.3　爆破参数设计
2.3.1　药量计算
　　本次爆破均采用条形药室，药量为

Q=K_nw²L　　(2)

式中：L为装药长度，m；w为药室最小抵抗线，m；K_n为单位药量综合系数，K_n=Kf(n),f(n)=0.4 0.6n³；K为单位炸药消耗量，kg/m³；n为爆破作用指数。
　　计算结果，西部爆区硐室(条形药室)总装药量为4.3t，最大一段起爆药量控制在500kg。东部爆区药室总装药量为15.25t，最大一段起爆药量控制在1 500kg。
2.3.2　爆破网络与爆破方量
　　东、西爆区均采用多段毫秒爆破，非电复式起爆(药室导硐外用电爆网络与雷管，用以激发导爆管网络)。东部爆破工程量为9.8万m