CN107990798B - 山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法 - Google Patents

Abstract

山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法，该方法是按照公式计算爆破振动安全允许距离R：R＝(K/V)^1/α.Q^1/3；Q为炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大单段药量；V为保护对象所在地安全允许质点振动速度；K和α为爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的介质系数和爆破振动衰减指数；K值取值为坚硬岩石取50，较坚硬岩石取100，中硬岩石取150，软岩石取250；R≤100,α取2.0；100＜R≤200m，α取1.8；200＜R≦500m，α取1.5；R＞500m，α取1.2；当爆源点至保护对象间存在断裂构造时，则按断裂构造至保护对象的距离取α值。本发明可更加准确地计算爆破振动安全允许距离和安全允许质点振动速度，使爆破施工安全可靠、爆破效果更好。

Description

山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法

技术领域

本发明属于建筑物爆破工程技术领域，具体涉及对处于山区的民用建筑爆破时的振动安全允许距离的确定方法。

背景技术

GB6722-2014《爆破安全规程》中，爆破振动安全允许距离按照标准规定的计算公式计算，计算公式中，与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数K和衰减指数α，多根据爆区不同岩性按标准所列表中的数值选择确定，或者通过现场试验确定。其计算公式如下：

R＝(K/V)^1/α.Q^1/3

式中的系数K和衰减指数α按下表选择：

岩性	K	α
			坚硬岩石	50～150	1.3～1.5
中硬岩石	150～250	1.5～1.8
			软岩石	250～350	1.8～2.0

由于GB6722-2014《爆破安全规程》标准运用范围较宽，系数K和衰减指数α的理论计算取值随意性大，导致在进行现场爆破施工之前，设计计算的爆破振动安全允许距离偏差较大，距离过远或者过近，影响爆破效果或造成安全隐患。尤其是对于未经正规设计、抗震设防标准极低的山区民用建筑，加之山区地质条件复杂多变，设计计算的爆破振动安全允许距离如果偏差较大，极易造成过大的爆破有害效应，引发事故。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的不足，提供一种可更加准确地计算爆破振动安全允许距离和安全允许质点振动速度，使爆破施工安全可靠、爆破效果更好的山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法，该方法是按照下述公式计算爆破振动安全允许距离：

R＝(K/V)^1/α.Q^1/3

式中，R为爆破振动安全允许距离，单位为m；

Q为炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大单段药量，单位为kg；

V为保护对象所在地安全允许质点振动速度，单位为cm/s；

K和α为爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的介质系数和爆破振动衰减指数；

在实施爆破地点，选择与地质条件即岩体质量有关的介质系数K值时，根据各种岩性的性质取值，即：坚硬岩石取50，较坚硬岩石取100，中硬岩石取150，软岩石取250；

在选择与爆破振动安全允许距离R有关的爆破振动衰减指数α时，根据与爆源距离的大小划分不同的α值，即:R≤100,α取2.0；100＜R≤200m，α取1.8；200＜R≦500m，α取1.5；R＞500m，α取1.2；当爆源点至保护对象间存在断裂构造时，则按断裂构造至保护对象的距离取α值。

影响K、α取值的因素较多，主要包括以下几方面：

1、岩石硬度对K、α取值的影响：

岩石硬度越坚硬,岩石结构越完整，α取值越偏小。在鉴定理论计萛中，起爆药量和爆源距离相同时，当与距离远近有关的爆破振动衰减系数α确定后，与地质条件有关的介质系数K取值大，则V值大；当K确定后，α值大，则V值小。

2、断裂构造对K、α取值的影响：

断裂构造对地震波能起到一定的隔震作用,故实测结果小于理论计算结果。在爆源与保护建筑物之间有断裂构造时,断裂构造的降震率可达40％以上。

3、地形条件对K、α的取值影响：

当民用建筑位于爆源点下部地形时，其速度峰值衰减系数为30％～60％；当民用建筑位于爆源点上部形地形时，对爆破振动效应有增大的影响，高差为正，地震效应增大，反之降低。

通过对山区民用建筑的结构特点和山区地质条件进行的充分分析研究，并经过大量的试验验证，确定了最适合于山区民用建筑爆破施工、可准确确定爆破振动安全允许距离、安全可靠的方法，不仅避免了安全隐患，而且爆破效果很好。

具体实施方式

本发明山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法，按照下述公式计算爆破振动安全允许距离：

R＝(K/V)^1/α.Q^1/3

式中，R为爆破振动安全允许距离，单位为m；

Q为炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大单段药量，单位为kg；

V为保护对象所在地安全允许质点振动速度，单位为cm/s；

K和α为爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的介质系数和爆破振动衰减指数。

在选择与地质条件即岩体质量有关的介质系数K值时，根据各种岩性的性质取规范中的小值，即：坚硬岩石取50，较坚硬岩石取100，中硬岩石取150，软岩石取250。

在选择与爆破振动安全允许距离R有关的爆破振动衰减指数α时，根据与爆源距离的大小划分不同的α值，即:R≤100,α取2.0；100＜R≤200m，α取1.8；200＜R≦500m，α取1.5；R＞500m，α取1.2；当爆源点至保护对象间存在断裂构造时，则按断裂构造至保护对象的距离取α值，而现有实际理论计算未考虑这一因素。

地形地貌对爆破振动速度峰值的效应有较大影响。山区爆破施工工程，爆源点与民用建筑存在较复杂的地形关系，爆源与民房一般不在同一高程面上。当民用建筑位于爆源点下部地形时，其速度峰值衰减系数为30％～60％，当民用建筑位于爆源点上部地形时，地貌相对高差对爆破振动效应有增大的影响，因此本发明在确定安全允许质点振动速度V时，将爆破振动安全允许标准规定的安全允许质点振动速度增加30％～70％。而现有实际理论计算都是以平直距离计算，未考虑地形高差影响。

实施例1

①以视作较坚硬岩石的露天石灰岩爆破开采为例，爆破点距离山区民用建筑的爆破振动安全允许距离按如下方法确定：

某采石场：Q为416kg；V标准值为2.0cm/s；取K为100、α为1.8，

按照下述公式计算爆破振动安全允许距离R：

R＝(K/V)^1/α.Q^1/3

计算得到爆破振动安全允许距离为66.6m。

②根据上例，计算根据Q量确定的安全允许质点振动速度V；

用前苏联M.A萨道夫斯基经验公式计算:

Q为416kg，爆源点至保护建筑物的实际距离R为170m，取K为100、α为1.8。

安全允许质点振动速度V＝0.36cm/s。

③用JIAOBO M20型智能爆破测振仪实测振动速度，

实测结果：径向X：0.36cm/s；

切向Y：0.45cm/s；

垂向Z：0.26cm/s。

理论计算结果与实测结果基本吻合，证明本发明可以准确地计算爆破振动安全允许距离和爆破振动安全允许振速。

实施例2

以视作中硬岩石的石灰岩爆破开采为例。某采石场采用中深孔齐发爆破进行露天采矿，一次起爆炸药量470kg，爆源中心与保护建筑物平直距离420m，保护建筑物为无抗震柱和圈梁的毛石房屋。K值取150；α值取1.5；V标准值为0.45cm/s。

①按照下述公式计算爆破振动安全允许距离R：

R＝(K/V)^1/α.Q^1/3

经理论计算，R＝310.22m。

爆源中心与保护建筑物平直距离420m大于理论计算爆破振动安全允许距离。

②根据上例，计算安全允许质点振动速度V:

用前苏联M.A萨道夫斯基经验公式计算:

经计算，安全允许质点振动速度V＝0.25cm/s。

理论计算结果在爆破振动安全允许振速标准范围。

理论计算结果值只考虑了岩体基本质量和爆源中心与保护建筑物的距离，但未考虑爆源与民房的高程影响因素。

该采石场爆源点标程1510m，保护建筑物标程1640m，爆源点与保护建筑物垂直高差130m。经用JIAOBO M20型智能爆破测振仪实测，实测结果如下：

径向(X):0.08cm/s；

切向(Y):0.08cm/s；

垂向(Z):1.30cm/s；

实测结果的单分量值1.30cm/s大于毛石房屋在主振频率f为10Hz--60Hz之间的爆破振动安全允许标准值，导致保护建筑物产生直接破坏。

对比知道，理论计算与实测结果单分量最大值相差约71％，这主要是正高差地形的影响，致使地震效应增大的结果。

Claims (1)

1.山区民用建筑爆破振动安全允许距离的确定方法，其特征在于，该方法是按照下述公式计算爆破振动安全允许距离：

R＝(K/V)^1/α.Q^1/3

式中，R为爆破振动安全允许距离，单位为m；

Q为炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大单段药量，单位为kg；

V为保护对象所在地安全允许质点振动速度，单位为cm/s；

K和α为爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的介质系数和爆破振动衰减指数；

在实施爆破地点，选择与地质条件即岩体质量有关的介质系数K值时，根据各种岩性的性质取值，即：坚硬岩石取50，较坚硬岩石取100，中硬岩石取150，软岩石取250；

在选择与爆破振动安全允许距离R有关的爆破振动衰减指数α时，根据与爆源距离的大小划分不同的α值，即:R≤100,α取2.0；100＜R≤200m，α取1.8；200＜R≦500m，α取1.5；R＞500m，α取1.2；当爆源点至保护对象间存在断裂构造时，则按断裂构造至保护对象的距离取α值；断裂构造对地震波能起到一定的隔震作用,故实测结果小于理论计算结果；在爆源与保护建筑物之间有断裂构造时,断裂构造的降震率可达40％以上；

当民用建筑位于爆源点下部地形时，其速度峰值衰减系数为30％～60％；当民用建筑位于爆源点上部形地形时，对爆破振动效应有增大的影响，高差为正，地震效应增大，反之降低。