开挖爆破振动监测方案

雅砻江桐子林水电站导流明渠及金龙沟料场爆破振动试验与监测方案1前言21.1工程概况21.2现场条件21.3振动影响分析31.4降低开挖爆破振动影响的措施42爆破振动控制标准52.1爆破振动特点52.2爆破振动控制标准53监测目的与内容63.1监测目的63.2监测工作内容74开挖爆破振动强度预测与分析74.1爆破振动强度预测方法74.2爆破振动强度预测与分析75爆破振动监测依据86爆破振动监测与试验实施方案96.1测振仪器及安装方法96.2爆破振动监测流程106.3爆破振动监测方法106.4爆破振动试验与监测工作布置157监测工作安排原那么188监测报告及提交189监测费用1810工程组织及人员与设备投入1910.1工程人员投入1910.2工程设备投入1911现场配合与协调2011.1监测单位现场职责2011.2土建承包人配合工作2012类似工程业绩211前言1.1工程概况至米易公路通过，电站枢纽上距二滩水电站约18km,下距攀枝花市约28km,电站距成顶高程1020.00m,最大坝高71.30m,最大闸高66.50m。桐子林水电站于2004年10月开场筹建，方案2009年11月导流明渠工程开工，2011年10月主体土建工程开工，2015年3月首台机组发电，2016年3月工程竣工。1.2现场条件1.2.1导流明渠施工简况轴线长约100m,开挖高差最大约37m,总开挖工程量约115万方。开挖历时3.5个月。1.2.2导流明渠工程地质简况表1.2-1不同岩性的K、a值参考值一览表Ka坚硬岩石中硬岩石软质岩石导流明渠爆破开挖范围内大多为V类和IV类岩体，根据经历，试验前的K和a经历值可分别取250和1.8。1.3振动影响分析导流明渠与右岸公路高边坡的最小距离约为15m,导流明渠开挖爆破施工作业将会了防渗墙图1.3-1导流明渠开挖爆破振动影响部位示意图混凝土、锚杆及预应力锚索)、地连墙施工、左导墙浇筑混沟谷坡左侧，距二滩大坝和厂房直线距离约800m,距金龙山滑坡体边缘约350m。料场开采爆破将对二滩大坝、厂房造成振动影响，?雅砻江桐子林水料场开采规划方案咨询意见?,大坝和厂房的爆破振动质点允许振速<0.5cm/s。在开采时1.4降低开挖爆破振动影响的措施降低段药量是控制爆破振动最直接、有效的措施。从M.A.萨道夫斯基公式〔2〕改变最小抵抗线w的方向方向是最小抵抗线W的前方，而侧面较小。所以最好采用斜线或V形起爆方案。实践说明，预裂爆破降震率可到达30%以上，甚2爆破振动控制标准8度地震也只有0.2~0.3g,而爆破振动远大于此。当前世界上记录到的天然地震加速度最大值仅为数g,而在大爆破的近区测得的加速度高达25.3g。但是爆破振动衰减很快，破〔2〕爆破振动频率高。天然地震振动的主频大多为2~10Hz,很少超过20Hz,而爆破振动远高于此。爆破振动的主频大多在10~50Hz,甚至高达100Hz以上。0.1s,而一般天然地震持续时间在10s以上或更长。根据?水电水利工程爆破平安监测规程?和?桐子林水电站基坑技术要求?的规定，开挖爆破施工时，必须对爆源点周边振动敏或破坏。相关爆破振动控制标准见表2.2-1。一般当质点振速表2.2-1开挖爆破振动控制标准一览表序号允许质点振动速度(cm/s)备注1?水电水利工2/3预应力锚索(杆)/4电站机电设备〔含仪表、变压器)56灌浆区/7预应力锚索(杆)/8公路边坡9二滩大坝及厂房帷幕及固结灌浆工程堰体边坡v≤7cm/s,塑性混凝土心墙v≤5cm/s,刚性混凝土心墙v≤3cm/s到达70%设计强度之前20m内不允许爆破；20m之外爆破震动按新浇混凝土标准控制微风化v=15~20cm/s,弱风化花岗岩v=10~20cm/s,强风化花岗岩v≤10cm/s3监测目的与内容3.1监测目的4开挖爆破振动强度预测与分析振动强度的公式很多，差异也很大，但当前我国大多采用M.A.萨道夫斯基地震动最大速式中：V为质点最大速度，单位cm/s;Q为齐爆药量，kg;R为爆心距，m;K、a选用K=250、a=1.8〔无试验成果，未考虑减振措施及地形等影响〕。当取得现场试验数按照标准及设计要求，本工程爆破振动控制标准见表2.2-准情况下的平安距离与最大允许齐爆药量，根据萨道夫斯基公式与经历参数进展测算(K=250,a=1.8),预测结果见表4.2-1、表4.2-2。123456789注：〔1〕因影响质点振动速度的因素较多，经历估算值仅供参考，不作为爆破参数序号距离123456789(1)?水利水电工程爆破平安监测规程?(DLT5333-2005);(2)?爆破平安规程?(GB6722-2003);6爆破振动监测与试验实施方案6.1.1测振仪器仪有三个通道，能够配置3个单向速度传感器或1个三分量速峰值和频率。具有16位A/D分辨率，采用自适合量程。通过USB接口与PC电脑进展序号传感器类型振动方向灵敏度备注1测定竖向振动234567X动速度8Y9ZXYZXYZXYZXYZ测定三分量加速度，备用6.1.2传感器安装方法6.2爆破振动监测流程6.3.1爆破振动试验(1)测点布置竖向振动速度值),假设现场条件允许，在保证设备平安的前提下，各传感器与爆破点的距离可设定为10、15、25、35、50、70m,或根据现场场地条件调整。传感器的布置见图6.3-1爆破振动参数测试测点布置图〔2〕传感器安装在爆破前2小时，按预定的位置及要求安装竖向速度传感器，对监测点进展编号，测量并记录震源中心及传感器的位置与高程。〔3〕仪器连接与调试在爆破前30分种，将采集仪连接各传感器，记录传感器和采集仪编号，设置参数，选择适宜的开门阀值〔宜为预测最大幅值的20%且不低于0.2cm/s,防止频繁误触发〕,确认仪器连接、调试完好，使用保护罩盖在仪器和传感器上，加以保护。在爆破现场戒备前撤到平安区域。〔4〕现场测试爆破产生的振动超过仪器设定的开门阀值，开场记录爆破振动信号。爆破戒备解除后，进入爆破现场收拾仪器、传感器与连接线。去除粘结在地外表的石膏，收拾现场工作垃圾。〔5〕资料整理通过计算机USB接口与记录仪连接，传输现场记录的振动波形数据。使用振动分析软件对波形进展分析处理，分别读取竖向、水平径向和水平切向的振动峰值、峰值主频、主振持续时间等参数。〔6〕计算K、a值爆破振动衰减规律与场地地质、地形条件等因素有关，根据位于直线上的各振动监测点振动幅值变化能够计算表征爆破振动衰减规律的K、a值，计算方法一般采用最小二乘法进展回归分析计算。根据萨道夫斯基公式：式中：Q---齐爆药量(kg),R---爆心距(m),V—地振动质点最大速度〔cm/s〕,K、a为与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。对上式两边取对数，那么得：上式为一元线性回归方程，k、a为回归方程的回归系数。向、水平径向和水平切向爆破质点振动参数K和a值。因为不同的地质、地形条件，K和a值也会有所不同，所以一般要选择不同地质、地形条件进展屡次试验，选取适宜的K和a值。人员设备进场建立与施工及设计间的联络关系收集地质、设计、施工进度方案及爆破参数制定爆破振动监测实施方案，报业主审批现场巡视，跟踪施工进度开展爆破监测落实配合措施现场踏勘平安质量检查进场监测文明施工环平安质量检查进场监测境保护检查资料整理、分析，编写报告提交监测简报是工程阶段是监测完成提交阶段成果报告否否是提交汇总报告清理退场图6.2-1爆破振动监测工作流程图6.3.2爆破振动监测(1)振动监测点布置监测点应布置在靠近爆源区的建〔构〕筑物部位。传感器的安装见图6.3-1。临近爆破区域的边坡、预应力锚索振动监测点应布置在坡脚或所监测预应力锚索的边缘。传感器的安装见图6.3-2。图6.3-2边坡或预应力锚索振动监测点布置图在爆破前2小时，按预定的位置及要求安装三矢量速度传感器，其中Z方向铅直，X方向指向爆源为水平径向，Y方向为水平切向。对监测点进展编在爆破前30分种，将采集仪连接各传感器，记录传感器和采集仪编号，设置参数，选择适宜的开门阀值〔宜为预测最大幅值的20%且不低于0.2cm/s,防止频繁误触发〕,确通过计算机USB接口与记录仪连接，传输现场记录的振动波形数据。使用振动分析根据各监测点的监测对象的性质、龄期，对照表2.2-1选取相对应的6.3.3监测成果及提交爆破振动监测一般提交振动监测简报和汇总报告，简报在现场测试完成后3天内提交，汇总报告在全部振动监测工作完毕后30天内提交，必要时提交阶段成果报告。并同爆破振动监测简报在每次现场测试后3天内提交，简报内容应包括：6.4爆破振动试验与监测工作布置6.4.1金龙沟料场开采爆破振动监测金龙沟料场距二滩大坝、厂房及进水口的直线距离约800m,为控制金龙沟料场开采爆破振动影响，在料场小药量试开采时，安排2次爆破振动试验，确定爆破振动参数K、序号1小药量试开采爆破正对金龙沟开采爆源，沿二滩电站方向安装6个竖向传感器，其中在料场附近布置4个，在二滩电站附近布置2个传感器，呈一字排列。选择2次小药量试开采进展振动试验，每次6点，共12点次2振动监测在二滩大坝、厂房及进水口各安装1个三矢量传感器。较大药量开采爆破振动监测，方案安排监测8次，每次3点，共24点次6.4.2地连墙爆破振动试验与监测在导流明渠开挖施工距离地连墙较远时，选择2处爆源点沿地连墙方向按直线布置6个竖向振动测点，测定地连墙方向的爆破振动参数K、α值。标或振动影响较大的地连墙部位布置2个三矢量振动传感器。工作布置见表6.4-2。序号1在导流明渠开挖施工距离地连墙较远时，选择2处爆源点沿地连墙方向按直线布置6个竖向传感选择2次较远距离开挖爆破进展振动试验，每次6点，共12点次2振动监测在地连墙施工区域安装2个三矢较大药量开挖爆破振动监测，方案安排15次振动监测，每次2点，共30点次在导流明渠爆破开挖中后期，左导墙、边墙、闸底板等混凝土浇筑施工已经开场，在靠近新浇混凝土区域进展开挖爆破时，必须控制对各部位新浇混凝土的振动影响。〔1〕新浇混凝土振动监测试验在导流明渠开挖施工距离浇混凝土较远时，选择2处爆源点沿新浇混凝土方向按直线布置6个竖向振动测点，测定新浇混凝土方向的爆破振动参数K、α值。〔2〕新浇混凝土爆破振动监测在靠近新浇混凝土区域进展开挖爆破时，首先预测爆破振动强度，对可能超标或振动影响较大的新浇混凝土部位布置2个三矢量振动传感器。工作布置见表6.4-3。表6.4-3新浇混凝土振动监测工作量一览表序号1在导流明渠开挖施工距离新浇混凝土较远时，选择2处爆源点沿新浇混凝土方向按直线布置6个选择2次较远距离开挖爆破进展振动试验，每次布置6点，共12点次2振动监测在新浇混凝土区域安装2个三矢较大药量开挖爆破振动监测，方案安排10次，每次2点，共20点次导流明渠位于坝址河床右岸，紧邻右岸过坝公路，公路高程约为EL1020m,上边坡顶高程约为EL1080m,下边坡底高程约为EL993m。公路上下边坡为岩质边坡，采用锚喷支护，局部加预应力锚索。〔1〕过坝公路及边坡爆破振动监测试验在导流明渠开挖初始，在导流明渠开挖施工范围内选择2处爆源点，正对爆源沿公路边坡方向按直线布置6个竖向振动测点，测定公路及边坡的爆破振动参数K、α值。在爆破振动试验时应考虑地质及地形条件的差异性及主要监测部位。〔2〕过坝公路及边坡、支护构造爆破振动监测在靠近公路边坡的较大药量开挖爆破时，对公路路面、公路上下边坡及支护构造进展爆破振动监测。在公路路面外侧、下边坡坡脚、上边坡坡脚及靠近爆源点的锚杆、预应力锚索等处各布置1个三矢量振动传感器。工作布置见表6.4-4。表6.4-4公路及边坡、支护构造爆破振动试验与监测工作量一览表序号传感器安装位置及方式1小药量开挖爆破或12点次2振动监测在公路路面外侧、下边坡坡脚和下边坡支护锚杆、预应力锚索部位各安装1个三矢量传感器较大药量开挖爆破振动监测，方案安排5次，7监测工作安排原那么爆破也存在一定不确定性，随着施工进度也有调整的可能，所以爆破振动监测应根据现场施工布置及条件，以控制高强度爆破开挖和强振动影响为重点，及时、合理布置爆破8监测报告及提交〔2〕现场测试完成后3天内提交成果简报6份，全部监测工作完成后28天内提交最终汇总报告12份。9监测费用根据本方案暂列的工程量，按照国家发改委、建立部2002年发用为人民币45.293万元。费用计算见表9-1。表9-1爆破振动试验与监测费用计算表序号(元/点费用(元)备注次点(点次)1金龙沟料场垂直向测点26单价见收费标准第21垂直向与水平向振动),2二滩大坝、厂动监测测点833垂直向26测点4振动监测测点25垂直向测点266振动监测测点27公路及边坡垂直向测点268公路及边坡振动监测测点549小计技术工作费见收费标准第20页，技临时设施费免收0设备损伤费免收0因近距离爆破振动监飞石击伤或损毁总费用10工程组织及人员与设备投入序号姓名性别学历专业工作年限1男高级工程师2毛卓良男工程师工程总工3陈传辉男7工程师组员4男大专5组员5男教授级高级工程师技术指导设备名称型号及规格制造厂名现在进场时间13杭州223竖向速度6455361上海精细电子仪器厂7311.1监测单位现场职责〔1〕提交爆破振动监测方案，报业主批准；每次振动监测前提交振动监测点〔2〕指定现场工作联络人，协调双方的配合工作。〔3〕至少提前2小时开场爆破振动准备工作，提前30分钟完成准备工作，并通知现场戒备负责人。〔4〕遵守现场爆破平安规定，确保人员、设备平安。〔5〕测试完成，及时清理工作现场。〔6〕及时提交监测成果。11.2土建承包人配合工作〔1〕指定现场工作联络人，协调双方的配合工作。〔2〕提供开挖爆破施工方案。〔3〕至少提前1天告知爆破工作安排，提前6小时通知准确爆破时间