冲隧道爆破振动测试报告.doc

东苗冲隧道爆破振动测试报告
云南省公路工程监理咨询公司
1、工程特点
贵州省清镇至镇宁高速公路东苗冲双联拱隧道为上下行合建的六车道高速公路联拱隧道。起止里程K9+290~K9+710,全长420m,隧道进出口均为削竹式洞门。建筑限界净宽28m,净高5.0m,由中隔墙分隔为左右两洞,内轮廓采用双心圆型式,外边墙为曲墙,中隔墙为直墙。左洞净空面积83.62m2,右洞88.51m2。最大埋深约为77米,最浅埋深约为5米,进口较长地段地形偏斜严重。本隧道处于剥蚀、溶蚀丘陵地貌类型,隧道垂直穿越一脊向南北的丘体,地质情况复杂多变,其中Ⅰ类围岩总长255 m(溶洞极为发育区,充填物为软流塑状含碎石粘土,富水性强,开挖后极易坍塌地段长度50m;围岩为强风化泥岩,围岩原结构构造已被破坏,风化成富含水份的砂粘土状,地基承载力较低地段长度205 m);Ⅱ类围岩(全强风化粉砂质泥岩、砂质页岩,遇水易软化,沿节理面产生崩塌或剥落)地段90m,Ⅲ类围岩(中-弱风化灰岩)地段75 m。
隧道无地表水体,地下水较贫乏,地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水,均接受大气降水补给。在K9+580~K9+640段岩溶极发育区,在雨季时涌水量相对较大,水文地质情况相对较差。
2、爆破振动测试目的
(1)为使既有工作面爆破对邻近围岩、已施作的初支或二衬不致产生破坏,必须进行爆破震动测试,确保实际振速小于相应介质的允许振速。
(2)爆破震动衰减规律测试:通过对爆破时,距爆源不同距离的质点振动参数(振速、持续时间和频率)的测试,通过回归分析得出该爆破方法在该施工地质环境条件下的爆破震动衰减规律,即取得爆破震动的场地系数和衰减系数,用以对以后各次爆破及类似工程爆破产生的振动参数量值进行预报。
(3)测量和比较不同爆破方法的实际减振效果,以此得到适合本工程的最佳爆破方案,确保邻近结构特别是中隔墙或围岩受到的影响最小。
3、系统组成及测振原理
3.1系统组成
系统配置如下表所示:
品 名
主要技术参数
数量
备 注
IDTS3850爆破震动记录仪
通道数:并行4CH
A/D精度:12bits
最大采样率:200Ksps
2台
拾振器
CDJ-Z10(垂直型)
8只
4只备用
EXP3850 Seismograph 分析处理软件
1套
联想昭阳便携计算机
1台
本测振系统由测试系统(野外测试用)和分析处理系统(室内数据处理用)两部分组成。
测试系统:拾振器→测振仪→数据存储体
分析处理系统:数据存储体→测振仪→计算机及专用分析软件→打印机
3.2测振原理
成都中科动态仪器有限公司研制生产的IDTS3850爆破震动记录仪,用于对爆破振动进行信号记录与数据分析、结果输出、显示打印或存盘。它直接与拾振器相连,并将其模拟电压量转换成数字量进行存贮,再经自身的RS232接口和计算机通讯,由计算机进行波形显示、谱图显示,波形的各种特征参数及测试结果的表格显示、打印和存盘等。
测振仪工作原理见附图。
4、爆破振动测试方案
4.1 拾振器的选型
一般情况下,爆破震动频率范围在30-300Hz,故选用频率范围在10-1000Hz的CDJ-Z10型拾振器,其相关参数见下表:
爆破振动传感器参数
编号
参数
NAT FREQUENCY 频率
DC RESISTANCE电阻
DAMPING 阻尼减振
SENSITIVITY 灵敏度
DISTORTION 失真,畸变
DYN RESISTANCE
15
3.8
338
0.692
28.6
0.05%
1063
16
3.9
341
0.67
27.8
0.07%
1029
17
3.7
332
0.711
27.7
0.18%
1024
18
3.8
329
0.748
27.8
0.08%
996
4.2 测点布置
待中导洞及侧导洞开挖完毕,开挖主洞上台阶时进行爆破振动测试。进出口左右共四个开挖面,仅出口左洞地质情况较好(中风化灰岩、IV类围岩),进行爆破开挖。其它三个开挖面地质情况差,未进行爆破施工。故仅对出口左洞进行了爆破振动测试。
下台阶未施工,中导洞被填塞,故在下台阶表面及侧导洞内设测试点。掌子面爆破前先将测振仪参数调整好,拾振器埋设好,使用自动采集方式测振。
测点1距掌子面20米左右,选择2V量程,测点2距掌子面40米左右,选择0.4V量程,测点3、4距掌子面15m,选择20V量程。
测点1、2位于下台阶顶面未经扰动的岩层上,测点1距掌子面20米左右,测点距掌子面40米左右。测点3、4位于左导洞内,距掌子面15米,测点3位于左导洞外边墙二衬上,测点4位于左导洞内边墙临时初支上。
测点布置四个位置,具体位置见下图。
爆破振动测点布置图
4.3原始记录
原始记录包括环境情况、爆源情况、测试场地情况、仪器情况和收场情况等,原始记录表见下表。
爆破振动测试记录表
时间
测试单位
地点
温度
测试人员
总装药量
总炮孔数
分段数
爆区范围
起爆方式
地形地质条件
传感器安装方法
传感器型号
生产厂家
记录仪名称
记录仪型号
生产厂家
记录仪编号
触发方式和水平
采样频率
负延时
通道号
CH1
CH2
CH3
CH4
传感器编号
测量方向
量程选择
灵敏度
线形度
频率范围
距离
段别
药量
峰值时刻
峰值
最大峰值
主振频率
4.4爆破振动安全判据
根据《爆破安全规程》,不同测试对象的质点振动速度允许值如下:
钢筋混凝土结构 5.0cm/s
交通隧道 15.0cm/s
围岩中等稳定有良好支护 20.0cm/s
取抗震能力最差的初支或二衬钢筋混凝土结构为测试对象,作如下设定:
序号
振动速度(cm/s)
安全状态
施工措施
1
0~4.0
正常
继续施工
2
4.0~5.0
报警
优化爆破方案、控制爆破规模
3
>5.0
超限
修改爆破方案、减小爆破规模
4.5爆破振动测试频率
以初支或钢筋混凝土结构的安全状态为依据,设定测试频率如下:
序号
安全状态
测试频率
1
正常
1次/2d
2
报警
1次/1d
3
超限
1次/1d
根据爆破振动强度随药量增加而增大、随距离增加而衰减的传播机理,同一种断面、相同装药量且爆源与测点间距离相同,连续7天测得的振动速度均在0~4.0cm/s范围内且波动值不超过10%或有减小趋势时,可以减小频率或停止测试,并认为现行的爆破方案是安全的。
4.6爆破振动测试报告