爆破设计与施工汪旭光.pptx

第十四章爆破安全技术和环境保护
爆破振动与塌落振动 爆破粉尘
塌落振动 爆破有害气体
爆破空气冲击波及噪声 爆破对生态环境的保护
爆破水中冲击波 爆破事故的预防和处理
爆破个别飞散物
爆破振动与塌落振动
不论是在岩石中爆破,还是建筑物的拆除爆破,当炸药在固体介质中爆炸产生的应力波通过破裂圈后,由于应力波强度迅速衰减,它只能引起介质质点产生弹性振动。这种弹性振动是以弹性波的形式向外传播,称为爆破地震波。
爆破地震波是一种复杂的波系,包含体波和面波。面波,特别是其中的瑞利波,由于它的频率低、衰减慢、携带的能量较多,是造成地震破坏的主要因素。引起地表震动,从而危及建筑物的安全。
爆破地震的特点
爆破地震与自然地震一样对建筑物都有危害,然而二者也有一定的区别。
①爆破地震振动幅值大,但衰减快,破坏范围小;天然地震振动幅值虽小,但衰减缓慢,破坏范围比前者大得多;
②爆破地震的地面加速度震动频率较高(约10Hz~100Hz以上),远超过普通工程结构的自振频率;天然地震地面加速度震动频率较低(一般为2Hz~5Hz),与普通工程结构的自振频率相接近;
③爆破地震的持续时间很短,~;而天然地震主震相持续时间多在10s~40s间。
爆破地震破坏判据及计算
评价爆破地震强度的指标可用质点振动位移、速度、和加速度。我国习惯上以地面介质质点振动速度作为评价爆破强度的指标。
《爆破安全规程》规定,一般建筑物和构筑物的爆破地震安全性应满足地震安全速度的要求。主要类型的建筑物和构筑物地面质点的安全振动速度规定如下:
土窑洞、土坯房、毛石房屋 ;
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物 2~3cm/s;
钢筋混凝土框架房屋 5cm/s;
水工隧洞 10cm/s;
交通隧洞 15cm/s;
矿山巷道,围岩不稳定有良好支护 10cm/s;
围岩中等稳定有良好支护 20cm/s;
围岩稳定无支护 30cm/s。
对于埋在地下的药包爆炸时引起的地表质点振动速度, 采用
萨道夫斯基公式计算:

式中:Q ——总药量或最大一段药量,kg;
R ——测点或被保护物距爆破点的距离,m;
v ——测点处或被保护物处地面质点的振动速度,cm/s;
K, α——与岩石性质有关,由实测确定或参考以下值:
坚硬岩石 K=50~150 α=~
中硬岩石 K=150~250 α=~
软岩 K=250~300 α=~
由安全震动速度亦可计算安全距离:


应当指出,以上K、α的取值范围,只是大概的经验值。对于在重要建筑物附近爆破或很大规模的爆破,应当通过实测确定准确的K、α值。
塌落振动
在高耸建筑物拆除爆破中,爆破体在倾倒或塌落过程冲击地面,同样会引起地表震动,有时会强于爆破地震。这时就要进行这方面的验算。
关于建筑物坍落时的振动计算,可参考以下公式:




式中: v ——地面质点振动速度,cm/s;
R——距坍落地点的距离,m;
m——冲击地面解体构件的质量,kg;
g——重力加速度,cm/s2;
h ——落高,m;
K——系数,~。
爆破地震测试
爆破地震测量一般采用电测法。测量仪器由传感器、测振仪和记录装置组成。如图:测振仪记录装置传感器

图爆破震动测试系统
传感器又称为拾震器,用于将地面振动信号转换为电信号。按信号转换方式不同,可分为应变型、磁电型、压电晶体型和电容型。按记录的物理量不同,分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器。按测量振动强度不同,又分为强震仪、中强震仪和弱震仪。
测振仪
记录装置
传感器
防护措施
1、预防爆破地震危害,减弱爆破地震效应的主要措施是严格控制一次齐爆药量。被保护建筑物的安全振速确定这后,即可算出最大安全起爆药量。一次齐爆药量只有控制在安全起爆药量之内,才能保证建筑物的安全。当设计药量大于该值时,则必须分次爆破,或采用微差爆破,使每一段爆破药量都小于安全起爆药量。此时微差时间间隔应大于50ms,降震效果才明显。
2、在爆破体附近开挖减震沟也可在一定程度上降低爆破效应。减震沟宽度以施工方便为准。减震沟深度以超过被爆体或药包20~30cm为好。
3、如果爆破体与被保护体之间是连为一体的混凝地基础或岩石,则采用预裂爆破方法,首先在二者之间形成预裂缝,再进行爆破降震效果比较明显。这时应特别注意预裂爆破所产生的震动效应。
4、减小塌落冲击地面震动,首先要采用合理的拆除工艺,减小和控