第十二章-爆破安全距离的确定

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十二章 爆破安全距离的确定,第一节 爆破地震安全距离的确定,一、爆破地震效应,根据爆破介质的不同，炸药爆炸后约有,220,的能量转化为地震波，它是一种弹性波。当其在介质内传播时，可以引起爆源附近地基及其上建筑物或构筑物产生颠簸和摇晃，即通常所说的地震。,自然地震与爆破地震烈度参见表,12-1,和表,12-2,。根据大量工程实践总结得出的地震烈度与自然地震、爆破地震相应物理量的关系见表,12-3,（供参考）。,表,12-1,自然地震烈度表,烈度,主 要 标 志,1,人无感觉，只有仪器才能记录到,2,个别完全静止不动的人才能感觉到,3,室内少数静止不动的人能感到震动；悬挂物有时会轻微摇动,4,室内大多数人和室外少数人有震动感觉，少数人会从梦中惊醒，门、窗、顶棚、器皿等有时会轻微作响,5,室内几乎大多数人和室外大多数人都能感觉到震动，使多数人从梦中惊醒；挂钟摇摆，不稳的物体翻倒或落下；墙上灰粉撒落，抹灰层上可能出现细小裂缝,6,一般有少数民房受到损坏，简陋的棚窑有少数被破坏，甚至有倾倒的；潮湿疏松土有时会出现裂缝；山区偶尔有不大的滑坡,7,一般大多数民房被损坏，少数被破坏，坚固的房屋也有可能被破坏；民房烟囱顶部受到损坏；个别牌坊、塔和工厂烟囱会有轻微损坏；井泉水水位有时会变化,8,一般多数民房被破坏，少数倾倒；坚固的房屋也有可能被倾倒；有些碑石和纪念碑受损坏、移动或翻倒；山坡的松土和潮湿的河滩上，裂缝宽达,10 cm,以上；水位较高处，常夹有泥沙和水流出；土石松散的山区，常常有相当大的崩滑；人畜有伤亡,9,一般多数民房倾倒；许多坚固的房屋遭受破坏，少数倾倒,10,许多坚固的房屋被倾倒；地表裂缝成带；断续相连，总长可达几公里；裂缝有时局部地穿过坚实的岩层,11,房屋普遍被毁坏；山区有大规模的滑崩，地表产生相当大的竖直和水平断裂；地下水剧烈变化,12,广大地区内，地形地表水系及地下水剧烈变化；动物和植物遭到毁灭,表,12-2,爆破地震烈度表,烈度等级,烈度名称,地面运动垂直最大速度,(cm/s),破 坏 现 象 描 述,地面运动垂直最大加速度参考值,(g),人的感觉,建筑物和结构物,地 表 现 象,微震,2.5,无损坏,无,0.25,弱,震,2.55.0,一般人都能感到地动,简易房屋轻微损坏,高陡边坡上碎石、砾石土少量塌落,0.250.50,中,强,震,5.010,感到强烈的地动,简易房屋损坏，一般房屋轻微损坏。地下坑道二帮松动，小石块少量震落,陡坡上的孤石、悬石位移、滚落。覆盖层中出现小裂隙，堆积层与基岩交界处产生裂纹,0.501.0,强,震,1025,地动剧烈，甚至使人跳离地面,简易房屋破坏，一般房屋损坏。沙浆地面出现裂纹，地下坑道局部塌方，涵洞伸缩缝，地下管道接头可能轻微变位,土夹石边坡有较多的塌方，岩石边坡个别塌落。砂土、弃石渣开始坍溜。地表出现裂缝，临空面处岩石原有裂隙扩张，节理面轻微错动,1.02.5,破,坏,震,2550,极其剧烈的地动，人不能站稳,建筑物破坏和严重破坏。地下坑道顶板落石，塌方甚多。涵洞、地下管道可能挤压变形。混凝土结构物产生开裂,土夹石边坡大量坍塌，岩石边坡少量塌方。地表有较多的裂缝，靠近陡坎处出现大裂缝，公路路面局部破坏，岩石顺层理、节理面错动、张开、挤压,2.55.0,毁,坏,震,50,建筑物严重重破坏。地下坑道严重塌方，甚至震垮堵死。涵洞、地下管道毁坏。混凝土结构物出现破坏,顺层理面大块岩石可能崩落。地表割裂，有很多大裂缝。公路严重破坏。基石露头产生裂纹，部分岩石破碎，大块坚石位移,5.0,表,12-3,自然地震烈度与爆破地震的物理量关系,烈 度,天 然 地 震,爆 破 地 震,加速度（,cm/s,2,）,速度（,cm/s,）,位移（,mm,）,最大速度（,cm/s,）,1,0,2,0.20.4,3,0.40.8,4,0.81.5,5,1225,1.02.0,0.51.0,1.53.0,6,2550,2.14.0,1.12.0,3.06.0,7,50100,4.18.0,2.14.0,6.012.0,8,100200,8.116.0,4.18.0,12.024.0,9,200400,16.132.0,8.116.0,24.048.0,10,400800,32.164.0,16.132.0,48.0,1,描述爆破振动强度的物理量,通过国内外实测结果分析表明：反映爆破振动强度的诸物理量与炸药量、爆心距、岩土性质及场地条件等因素有密切关系。虽然各个国家试验条件各不相同，但大致上都可总结得出以下形式的经验公式：,式中,A,反映爆破振动强度的物理量（振动速度或加速度）；,Q,炸药量，,kg,；,R,测点到爆源中心距离，,m,；,K,、,m,、,n,反映不同爆破方式、地质、场地条件的系数和指数。,2,爆破振动破坏判据的确定,根据我国的情况，在进行观测工作的基础上，国家安全标准,爆破安全规程,规定了不同类型建（构）筑物的爆破振动安全允许标准，见表,12-4,。,当一次使用炸药量较多、或建（构）筑物距爆源很近时，爆破地震能够对周围建（构）筑物造成某种程度的损坏（如抹灰层出现裂缝、墙体中原有裂缝延伸、扩大等）和破坏（如基础开裂、结构损坏等）。爆破振动速度与建（构）筑物的影响程度对照参见表,12-5,。爆破振动速度对建筑物的破坏关系见表,12-6,。,表,12-4,爆破振动安全允许标准,序号,保 护 对 象 类 别,安全允许振速,/,（,cm/s,）,10Hz,(10-50)Hz,(50-100)Hz,1,土窑洞、土坯房、毛石房屋,a,0.51.0,0.71.2,1.11.5,2,一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物,a,2.02.5,2.32.8,2.73.0,3,钢筋混凝土框架房屋,a,3.04.0,3.54.5,4.25.0,4,一般古建筑与古迹,b,0.10.3,0.20.4,0.30.5,5,水工隧道,c,715,6,交通隧道,c,1020,7,矿山巷道,c,1530,8,水电站及发电厂中心控制室设备,0.5,9,新浇大体积混凝土,d,龄期：初凝,3,天,2.03.0,龄期：,37,天,3.07.0,龄期：,728,天,7.012,注：,1,表列频率为主频率系指最大振幅所对应波的频率；,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,10Hz,60Hz,；浅孔爆破,40Hz,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）重点保护古建筑物与古迹的安全允许振速，应经专家认证选取，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，应综合考虑构筑物的重要性，危岩状况、断面大小、深埋大小、爆破方向、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，可按本表给出的上限值选取。,表,12-5,爆破振动速度与建（构）筑物影响程度对照表,序号,建（构）筑物名称,振动速度（,cm/s,）,影响程度,1,土窑洞,0.5,无掉块,2,计算机房,0.5,无影响,3,玻璃熔化炉,0.6,无影响,4,固定安装的水银开关,1.5,跳闸,5,电视台建筑,3.5,无损坏,6,一般建筑物,5.0,抹灰裂缝,7,圆形钢筋混凝土水池,7.0,无损坏,8,钢结构贮油罐,7.5,无损坏,9,工业建筑运输栈桥,10.0,无损坏,10,单层钢筋混凝土建筑,20.0,无损坏,11,素混凝土支架巷道,25.0,无损坏,12,岩石稳定的巷道,30.0,轻微损坏,13,砖砌平房,39.2,山墙开裂,14,钢筋混凝土涵洞（,200,#,）,50.0,无损坏,15,机械设备,100.0,传动轴不正,16,混凝土底座上预制金属物,150.0,底座破裂,表,12-6,振动速度对建筑物的破坏关系,质点振动速度,（,cm/s,）,由于爆破振动所造成的破坏情况,对建筑物和结构物,对 地 表,小于,2.5,无损坏,无变化,2.5,5.0,简易房屋轻微损坏,高陡坡上的碎石和土少量塌落,5.0,10,简易房屋损坏；一般房屋轻微损坏；坑道两侧松动；小石块少量震落,陡坡上孤石、悬石滚落；覆盖层中出现小裂缝；堆积层与基岩交界处产生裂缝,10,25,简易房屋破坏；一般房屋损坏；砂浆地面裂缝；坑道局部塌方；涵洞伸缩缝及地下管道接头可能轻微变位,士夹石边坡轻微塌方；岩石边坡个别塌落；砂石、弃石碴开始塌落；地面出现裂缝；节理面轻微错动,25,50,建筑物破坏或严重破坏；坑道顶板落石，塌方甚多，涵洞、地下管道挤压变形；混凝土结构物开裂,土夹石边坡大量塌方；岩石边坡少量塌方；地表有较多裂缝；陡坡处出现大裂缝；公路路面局部破坏；岩石顺层理面、节理面错动、张开、挤压,大于,50,建筑物严重破坏；坑道严重塌方，甚至震垮堵死；涵洞地下管道毁坏，混凝土结构物破坏,顺层理面大块岩体可能塌落；地面割裂，出现许多裂缝；公路严重破坏；基石露头产生裂纹；部分岩石破碎；大块坚石位移,二、爆破地震安全距离的计算,爆破地震安全允许距离，可按式（,12-3,）计算。,式中,R,爆破地震安全允许距离，,m,；,Q,炸药量，,kg,，齐发爆破为总药量，延期爆破为最大一段药量；,V,保护对象所在地质点振动安全允许速度，,cm/s,；,m,药量指数，取,1/3,；,K,、,与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按表,12-7,选取，或通过现场试验确定。,表,12-7,爆区不同岩性的,K,、,值,群药包爆破，各药包至保护目标的距离差值超过平均距离的,10,时，用等效距离,Re,和等效药量,Qe,分别代替,R,和,Q,值。,Re,和,Qe,的计算采用加权平均值法。,对于条形药包，可将条形药包以,l1.5,倍最小抵抗线长度化分为多个集中药包，参照群药包爆破时的方法计算其等效距离和等效药量。,岩 性,K,坚硬岩石,50,150,1.3,1.5,中硬岩石,150,250,1.5,1.8,软 岩 石,25,350,1.8,2.0,三、爆破振动测试,1,爆破振动测试主要内容,爆破振动测试主要包括两个方面的内容：,（,1,）研究爆破过程中地震波的衰减规律，地质构造及地形条件相对应的影响，地震波参数和爆破方式的关系。,（,2,）研究建筑物、构筑物对于爆破振动的响应特征，这一响应特征和爆破方式、构筑物结构特点的关系。,2,爆破振动测试的一般方法,图,12-1,爆破振动测试系统示意图,第二节 爆破冲击波安全距离的确定,一、空气冲击波安全距离的确定,地下爆破时，对人员和其他保护对象的空气冲击波安全允许距离由设计确定。,露天裸露爆破大块时，一次爆破的装药量不得大于,20kg,，并应按下式确定空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的安全允许距离。,式中,R,k,空气冲击波对掩体内人员的最小允许距离，,m,；,Q,一次爆破的装药量，,kg,，秒延期爆破取最大一段药量计算，毫秒延期爆破按一次爆破为总药量计算。,地表大药量裸露爆破时，应核算不同保护对象所承受的空气冲击波超压值，并确定相应的安全允许距离。在平坦地形条件下爆破时，可按下式计算超压。,，,105Pa,式中,P,空气冲击波超压值，,10,5,Pa,；,Q,一次爆破的梯恩梯炸药当量，,kg,；秒延期爆破为最大一段药量，毫秒延期爆破为总药量；,R,装药至保护对象的距离，,m,。,空气冲击波超压的安全允许标准：对人员为,0.002MPa,；对建筑物按表,12-10,取值。,表,12-10,建筑物的破坏程度与超压关系,破坏等级,1,2,3,4,5,6,7,破坏等级名称,基本无,破坏,次轻度,破坏,轻度,破坏,中等破坏,次严重破坏,严重破坏,完全破坏,超压,P,，,10,5,Pa,0.02,0.02,0.09,0.09,0.25,0.25,0.40,0.40,0.55,0.55,0.76,0.76,筑,物,破,坏,程,度,玻