川渝拆除17713551981安全允许距离是指爆破点或爆炸源与人员或其他保护对象之间必须保持的最小距离。规定安全距离是为了限制爆破有害效应对周围人员和环境的影响,保障人员安全和避免财产损失。
爆破振动安全允许距离
1)地面建筑物的爆破振动判据
《爆破安全规程》(GB67222003)中规定:“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”。安全允许标准列于表5-24。
爆破振动安全允许标准 表5-24
续上表
注:①表列频率为主振频率,系指最大振幅所对应的频率。
②频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据:硐室爆破<20Hz;深孔爆破10~60Hz;浅孔爆破40~100Hz。
a选取建筑物安全允许振速时,应综合考虑建筑物的重要性建筑质量新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
b省级以上(含省级)重点保护古建筑与古迹的安全允许振速,应经专家论证选取,并报相应文物管理部门批准。
c选取隧道、巷道安全允许振速时,应综合考虑建筑物的重要性、围岩状况断面大小、深埋大小爆源方向、地震振动频率等因素。
d非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速,可根据本表给出的上限值选取。
(1)由表5-24可看出:在制定我国爆破振动安全允许标准时,采取的是积极、稳妥的方针,根据保护对象类别不同,采取不同的办法。例如:地面建筑物的爆破振动判据,国内外经验比较成熟,则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。而对于条件尚不成熟的水工隧道、交通隧道、矿山巷道、水电站及发电厂中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据,则只采取保护对象所在地质点峰值振动速度单一指标。这种分级管理方法既符合实际又便于操作
(2)表524中,序号1~4表示的是地面建筑物,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作为爆破振动判据,其中,频率段划分为三段:<10Hz;10~50Hz;50
100Hz。而不同频率段振速值的划分根据以下两点理由。
①国内外大量实测资料表明:随着振动速度的增加,频率值有增大的倾向。
②各频率段内,安全允许振速的划分是在原《爆破安全规程》(GB6722-86)的基础上稍加调整。例如:原《爆破安全规程》(GB672286)中,土窑洞、土坯房、毛石房屋的安全允许振速为1.0cm/s,而《爆破安全规程》(GB67222003)则划分为0.5~1.0cm/s、0.7~1.2cm/s、1.1~1.5cm/s,这样划分既体现了随振速的增加,频率增大的趋势,又保持了原《爆破安全规程》(GB672286)的基本点,不同频率振速值有所交叉也是工程实际的反映。(3)表5-24中序号5~7表示了各类巷道的安全允许振速,这类保护对象由于国外无成熟的参考资料,国内又缺少实测数据,故仍采用单一振速的表示方法。具体振速值由原《爆破安全规程》(GB6722-86)确定的振速值改为振速值范围。例如,水工隧道由原来10cm/s改为7~15cm/s,交通隧道由原来15cm/s改为10~20cm/s;而矿山巷道原《爆破安全规程》(GB6722_86)规定的较细,分为围岩不稳定有良好支护,围岩中稳定有良好支护和围岩稳定无支护三类,但是,根据多年来工程实践,尚未发现矿山巷道因爆破振动而垮落的实例,故将安全允许振速值由原来的10~30cm/s提高为15~30cm/s,并且取消了围岩不稳定性的细分处理,使《爆破安全规程》(GB6722-2003)更加简明(4)序号8和9都是新增加的保护对象。序号8(水电站及发电厂中心控制室设备)资料提供者认为:安全允许振速随频率变化不明显,只为0.5~0.6cm/s,故《爆破安全规程》(GB67222003)规定为0.5cm/s。序号9(新浇大体积混凝土),安全允许振速随频率变化的具体数据尚不充分,故只用一个安全允许振速指标表示。
2)质点峰值振动速度(v)的计算
(5-11)
式中:Q—炸药量,齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量,kg;
R爆破点至保护对象之间的距离,m;
K,a—与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数,可按表525选
取或通过现场试验确定。
将式(5-11)移项,得出爆破振动安全允许距离(R)的计算式如下:
(5-12)
式中:R爆破振动安全允许距离,m
由表5-25看出,K、a值变化很大,因保护对象间的地形、地质条件等的不同而异,具体选
取时,可通过工程实践或现场试验选取。
爆区不同岩性的K、∝值 表5-25
若将式(5-11)移项,还可得出爆破振动安全允许药量的计算式如下:
(5-13)
式中:符号意义同前。
3)城镇拆除爆破振动安全允许距离的确定
城镇拆除爆破由于与一般土岩爆破作用机理、爆破方法不同,其安全允许距离的确定方法
也不相同。按照《爆破安全规程》(GB6722-2003)的规定由设计论证提出。在这里,设计论
证的内容应该包括如下
由于《爆破安全规程》(GB6722—2003)对于确定城镇拆除爆破振动安全判据没有具体
的规定,实际工程中有两种不同的做法:一是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,二是只采用保护对象所在地质点峰值振动速度单一指标。
(1)采用单一指标计算质点峰值振动速度时,推荐下面两个公式[式(5-14)和式(5-15)]:
(5-14)
式中:K修正系数,K=0.25~1.0;
其他符号意义同前。
(5-15)
式中:Q—一次爆破用药量,kg;
R—布药几何中心至保护对象之间的距离,m;
K,α—根据不同结构、不同爆破方法,按表5-26选取。
K、a值的选取 表5-26
拆除爆破的振动速度均低于相同药量条件下的一般岩土爆破的振速
(2)采用质点峰值振动速度和主振频率两个指标计算时,由于主振频率的允许标准实测资料不多,难以形成完整的标准。表5-27列出拆除爆破振速和主振频率的一些资料供参考。
拆除爆破振动安全标准实例表5-27
4)设计中几个问题的说明
(1)爆破振动速度v的表示方法
振动速度的表示方法是采用三个分量之一,还是采用三个分量的矢量和?各国说法不一。瑞典V. Langefors认为:“在同时测量地表振动的三个分量时发现,它们通常具有相同的数量级。在许多情况下只需记录垂直分量或纵向分量即可,但有时应该同时测量它们两者”。根据 Northwood的观点,横向分量对爆破振动分析的作用不大。美国矿业局规定的破坏判据并不要求矢量和而仅需求三个分量中的最大一个。美国宾夕法尼亚州(宾州法,第三节)就是按照这个要求制定的法律。而另一些州,例如新泽西州则要求矢量和。
日本矿业会爆破振动研究委员会等在“爆破振动测定指针”中的测定方法一节中指出:原则上应同时测定互相垂直的三个分量。但是,为比较不同地点振动衰减情况,仅测量一个分量也是可行的,在测量结构物时,还可仅测量影响最大的一个分量应该指出的是,计算三个分量的矢量和时,为了求得质点振动的最大速度,应将三个分量
的最大振动速度进行合成,而不是三个正交分量合成速度的最大值。
(5-16)
式中:mx—横向最大振动速度;
τvmx垂直向最大振动速度;
纵向最大振动速度。
鉴于目前认识上的不同,在《爆破安全规程》(GB6722-2003中,对此未明确地规定,使
用者可根据具体情况处理之。
(2)在爆破振动速度公式中,m值的取法
药量指数m值,有人认为:对于集中药包爆破,m=1/3;对于延长药包爆破,m=1/2。在
1987年5月1日实施的《爆破安全规程》(GB672286)中,就取m=1/3。实施以来,并未产
生明显错误,故在新《爆破安全规程》(GB6722-2003)中,仍取m=1/3,即υ=K 
,而且
在计算公式中直接以1/3代替。
(3)高程差对爆破振动强度的影响
高程差是指爆源与被保护对象间相对高差。
①理论与爆破实践都表明:高程差对爆破振动强度和地震波衰减规律有明显的影响,通常观测点的振动强度随着高程的增加而增大,在基岩上或高程差超过30m时尤为显著。
②为了表征髙程差对爆破振动强度(速度、加速度)影响,提高计算的准确性,文献[56]提出:在原有计算公式中可加上“修正因子”,如式(517)所示。
(5-17
式中:(R)—修正因子,
R爆破点与保护对象之间的水平距离,m;
R—爆破点与保护对象之间的(最短)距离,m;
B—由高程差而引起的“修正因子”的指数:当爆破点在保护对象上方时,B>0;当爆破点在保护对象下方时,β<0。
公式中K、α、β值的选取可根据实测数据进行回归计算得到。
实例1在深圳蛇口浮法玻璃厂后山爆破中,爆破点在山顶79m、64m不同的标高上,观测点在山下,高程差为74~59m不等。根据实测资料进行线性回归得到:K=557.7,a
2.44;采用二维回归得到:K=192.7,a=2.08,3=7.99。
修正前的公式为
修正后的公式为:
[实例2]在四川会东铅锌矿露天采矿场爆破中,爆破点在采矿场底部,而观测点均设在高于采矿场底部的台阶上。根据实测资料进行线性回归得到:K=109.99,a=1.846;采用二
维回归得到:K=203.16,a=2.508,B=-8.627。
③德国工业标准4150-3:19902的规定:在德国工业标准4150-3:1999-02(建筑工程的振动第三部分:对建筑设施的影响)中,对楼房高度效应有明确的规定:“短期振动能使楼房产生振动,如果最大振速不大于2cm/s,就不会使楼房耐久性减弱。这从侧面也说明:随着建筑物高度的增加,高层的振动强度也会增大。但是,只要振速不大于2cm/s楼房的使用期限就不会受到影响。
影响高程差的因素是多方面的,例如:爆源动力特性、场地条件等。目前,尚未有一个公认的计算方法。
5)测试仪器
(1)爆破振动测量系统
目前,多釆用机械—电子一体化的技术进行爆破振动测量分析,主要组成部分是传感器记录器和数据分析器,可用不同原理、结构、材料设计制造。通常,爆破振动测量系统应具备以下技术指标。
①可测参数值范围:速度:0.05~50cm/s加速度:0.01~500m/s2
②信号频率响应范围:0.1~500Hz。
③数据记录时间:>300s
④非线性:<2%。
⑤通道数:2~3(垂直向、纵向和横向振动均可记录)。
⑥分析参数:原始波形、波形积分和微分;幅度值、功率谱等
⑦环境条件:温度:0~40℃(-10~40℃)。相对湿度:RH≤90%。
(2)测振仪简介
目前在国内市场比较流行的仪器如下。
①美国 Geosonics公司的SSU系列测振仪,它有SSU2000DK测振仪, SSU Micro微型测振仪和SSU3000C测振仪等多种型号,已在20余个发达国家使用,技术性能列于表528
SSU系列测振仪性能指标 表5-28
②加拿大 Instantel公司制造的 Instantel振动监测仪,它也有多种型号,其中
a.爆破Ⅲ型( Blastmate III)振动监测仪的性能如下。
测量范围:振速:2.54m/s
噪声:88~148dB(500Pa)。
频响:2~300Hz(标准2~250Hz)。
自动触发,连续监测,6种记录模式。
标准300个工程波形存储容量,扩展到900或1500个波形。
高清晰LCD显示,全功能键盘。
b.爆破微型( MiniMate plus)振动监测仪,性能与Ⅲ型一样(不带打印机),全部质量仅
1.4kg
③美国SAUS公司生产的NESC500型测振仪,全称为便携式微机控制数字输出测震
IX(Nomis Computer System Corportion 5000 Portable Microprocessor-based Digitizing Seis-
mograph),主要性能参数如下
触发方式:自动触发,连续监测。
加速度误差:<0.02g。
速度误差:<0.1mm/s。
位移误差:<0.0001mm。
振动频率误差:<0.03Hz
声强误差:<0.7dB
通频带:2~500Hz。
④中国成都中科动态仪器有限公司生产的EXP3850型爆破振动记录仪,
该仪器是专为地震波信号记录分析设计的高性能便携式仪器,直接与振动速度、加速度传
感器相连,放置于测点附近,自动触发记录8个振动事件、日期及采集时刻,与电脑相连,直接
读出数据。主要性能参数如下
通道数:3ch/台。
采样长度:每通道16k样点
最大采样速度:200ksps。
A/D精度:12bit分辨率
直流精度:0.5%。
分段:八段16k自动触发记录。
输入带宽:0~60Hz。
最小触发阀值:0.066cm/s
输入阻抗:1M2/20DF。
质量:0.8kg。
供电:4节5号电池连续工作大于24h。
⑤中国成都拓普电子研究所在1996年研制推出了一种适合于爆破现场,对地震波及各种
瞬态随机信号进行采集、记录与分析的一种盒式微型记录仪。现场测试时,只需将自记仪与拾
震器连在一起,待测点上的自记仪触发记录后,即可取回。自记仪关电后,数据长期不丢失,可
与一微型盒式阅读器连接在一起,从其液晶屏上读出所采集波形的最大幅值、波速和频率等主
要参数。也可通过RS232标准接口与计算机或笔记本电脑连接,对波形进行显示、存储、打
印、绘图以及所需的各种用户专用或通用的数据处理分析。主要技术性能参数如下。
最高采样率:50Hz、500kHz。
A/D分辨率:8Bit,10Bit,12Bit
输入通道:2道/台。
输人量程:士10mV~±40mV。
触发方式:超前或滞后触发,手动触发,上升或下降沿内触发、外触发内触发电平:即用被测信号本身作为触发源,按当前量程的1/8作为步长设置触发电平。
⑥北京测振仪器厂生产的DD392系列储存式测振仪和GZ系列测振仪。北京测振仪器厂最新研究生产的DD892系列储存式测振仪,是一种由电池供电,便携式现场振动测量仪。由于采用了微处理技术,可进行FFT(快速傅立叶变换)、绘图打印等工作,并可将测试结果储存,通过串行口将数据传给计算机作进一步处理分析。
DD392系列测振仪目前有DD392D和DD392W两种型号。采用压电加速度传感器,可测量加速度0~200m/s2,速度0~20omm/s,位移0~200m,频率范围3~500Hz。自动量程变换,可自动选择合适的量程,对不同大小的信号进行测量。现场完成FFT,与PP40绘图仪连接,打印波形和频谱。同时可微调传感器灵敏度。内置充电电池。有过充电、过放电保护功能。自动关机,关机后数据可保存20天以上。
GZ系列测振仪有台式、袖珍式、数字式、单通道和多通道等多种型号。表529、表5-30分别列出由北京测振仪器厂生产的各种GZ系列测振仪和电荷放大器的技术性能参数。
GZ系列测振仪技术性能指标 表5-29
电荷放大器、滤波器和三值电压表技术性能指标 表5-30
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