爆破震动测试仪在控制爆破中的应用

爆破震动测试仪在控制爆破中的应用

韩加安

中国水利水电第十一工程局有限公司

摘要：在工程爆破施工中，由于爆破规模、方法和环境不同，爆破所引起的震动、空气冲击波、水激波、飞石、噪音和有毒气体对周围的建筑物、设施和人员会产生不同程度和范围的影响。其中爆破振动所产生的危害比较突出，因爆破而引起的民事纠纷大多数都是因为振动对建筑物结构产生了不良影响；而近年来爆破时空气冲击波、水激波和噪音的危害也越来越引起人们的重视。随着爆破技术的发展和完善，人们对爆破施工的要求也越来越高，需要进行安全评价，采用量化方式描述爆破振动、空气冲击波、水激波和噪音的相关数据，避免危害。因此，在一些特殊部位进行的爆破施工中，通过爆破震动测试仪采集数据，并进行分析，指导爆破施工，最终取得较好的控制效果。

关键词：爆破 危害 震动测试仪 控制 效果

1、工程概况

慕松达（Musonda）水电站位于赞比亚卢阿普拉省(Luapula)曼萨市(Mansa)北部的卢翁戈(Luongo)河上，离曼萨市约56km。

慕松达水电站是上世纪50至70年代，赞比亚政府在其东北部实施农村供电计划而开发建设的系列小水电项目之一，电站主要向附近曼萨市和居民点供电，该电站始建于1959年，最初安装了2台单机容量1MW卧式水轮发电机组；1971年扩机安装了第3台容量1MW机组，同时在上游约9km处建了一个蓄水库；1974年和1985年分别再次扩建了2台容量1MW机组；目前，电站总装机为5MW。

由于运行年久，电站现有部分水工建筑物破损，多数设备已陈旧老化、技术落后、自动化程度低，整体协调运行不畅，运行维护不方便，影响了电站的安全稳定运行，制约了电站的发电效能，电站发电出力已远不能满足供电区电力需求。为此，赞比亚国家电力公司(ZESCO)拟对本工程进行修复及扩建，通过修复和扩建，以延长本工程的使用年限，扩大本工程的装机容量至10MW，满足供电区的电力需求。

现有慕松达水电站工程枢纽主要由蓄水坝、分流堰及取水口、引水明渠、压力前池、压力管道、地面厂房和升压站等建筑物组成。蓄水坝坝址位于厂房上游约9km处，由河床自由溢流式溢洪道、左、右岸土坝以及泄水闸组成。输水发电系统的分流堰及取水口位于厂房上游约1km处，引水明渠沿卢翁戈(Luongo)河右岸布置，压力前池位于引水明渠末端，压力管道采用露天明敷式钢管，单管单机正向供水方式，厂房为地面式厂房，为单层钢筋混凝土框架结构，主变场和升压站布置于厂房上游侧紧邻的缓坡部位。

慕松达电站此次修复扩机工程主要内容有：对原有建筑物进行安全评估；对原有建筑物进行加固及改造；将现有1#、2#、3#、4#、5#机组由1MW扩容至1.1MW，扩建分流堰取水口；扩建引水明渠及压力前池；新建6#、7#号机组进水口、压力钢管及厂房。电站扩机增容后，总装机容量将达到10MW。

新建厂房布置在老厂房右侧，距离老厂房仅有6m。根据业主要求，新厂房在基础开挖施工时，不能影响老厂房的机组正常运行，故在新厂房开挖时，爆破施工需进行控制，每次爆破时都使用爆破震动测试仪进行监测，通过测试仪采集的数据进行分析，为每次爆破采用合适的参数进行指导。

2、爆破振动测试仪布置位置

根据合同技术条款要求，在爆破施工时，对运行的机组设备，爆破震动峰值质点速度不能大于2cm/s。根据这一要求，爆破震动测试仪布置在老厂房5#机组发电机层靠近新厂房一侧。

3、爆破震动测试

新厂房开挖共分四层进行，第一、二、三层开挖爆破时分两次爆破，第四层分四次爆破，通过爆破震动监测仪监测，每层测试数据如下：

第一层爆破测试数据

第二层爆破测试数据

第三层爆破测试数据

第四层爆破测试数据

4、爆破震动测试数据分析及飞石观察

4.1 爆破震动测试数据分析

根据爆破震动仪测试的数据，第一层爆破时，最大单响装药量为8kg，震动测试仪测得最大振速为1.448cm/s，虽然振速没有超过合同技术条款要求的2cm/s，但该振速还是有点大，需对最大单响装药量进行调整。在第二层爆破装药时，最大单响装药量减少到7kg，爆破震动测试仪测的最大振速为1.375cm/s，从测试结果看，最大振速减少不多，根据数据分析和现场装药情况分析，虽然装药量减少了，但联网用的导爆索增加了，导爆索也属于炸药，所以最大振速减少很小。在第三层爆破时将最大单响装药量减少到6kg，爆破后震动测试仪测得最大振速为1.221cm/s，虽然最大振速减小了，但随着开挖深度不断加深，该振速还是有点大，在第四层爆破时将最大单响装药量减少到6kg以下，并且分四次爆破，从震动测试仪测的数据来看，爆破震动振速是比较理想的，对老厂房内正在运行的机组影响也很小。

4.2 爆破飞石观察

新厂房第一层爆破完后，到现场进行察看，爆破飞石最远距离有70m，第二层爆破完后，到现场进行观察，爆破飞石最远距离有40m。老厂房后门处飞石较多，因此在第三层爆破时减小了装药量，减少爆破产生的飞石。新厂房第三层岩石开挖爆破完后，到现场进行察看，爆破飞石最远距离有20m。在新厂房第四层岩石开挖爆破时，在爆破孔上覆盖了装土编织袋，爆破完后，到现场进行察看，基本上没有飞石，其主要原因是减小了炮孔装药量和一次爆破的孔数，对爆破飞石采取了控制措施。

5、结语

赞比亚慕松达水电新厂房基础开挖，通过爆破震动测试仪的应用，对爆破施工选取合适的爆破参数具有很好的指导作用，从而达到了很好的控制爆破效果，在老厂房机组运行期间，没有受到任何影响，得到了咨询工程师和业主的一致好评。

新厂房的基础开挖通过爆破震动测试仪的应用，顺利完成了基础开挖，满足了业主对工程进度的总体要求，实现了工期目标，为工程整体经济效益和社会效益做出了突出的贡献，为后续的厂房混凝土施工打下了坚实的基础。爆破震动测试仪在本工程中的成功应用能为以后类似的工程给与借鉴。