1、高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 75 -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+290K9+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
2、北的丘体，地质情况复杂多变，其中类围岩总长 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）；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，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+580K9+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
3、邻近围岩、已施作的初支或二衬不致产生高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 76 -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
4、.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 4CHA/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 台高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 77 -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
5、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。转 换 数 据存 储时 钟 、 触 发 电 路采 集 参 数 输 入按 键 开 关 采 集 参 数 输 入至 计 算 机RS23接 口 电 路 电 源外 接 电 源或 电 池测 振 仪 工 作 原 理 图高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨
6、询 公司 - 78 -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参数编号NAT FREQUENCY 频率DC RESISTANCE 电阻DAMPING 阻尼减振SENSITIVITY 灵敏度DISTORTION 失真，畸 变DYN RESISTANCE15 3.8 338 0.692 28.6 0.05% 106316 3.9 341 0.67 27.8 0.07% 102917 3.7 332 0.711 27.7 0.18% 102418
7、3.8 329 0.748 27.8 0.08% 9964.2 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。高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 79 -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
8、，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。 、 、 、 、1、2、4、12、34、3爆破振动测点布置图4.3 原始记录高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 80 -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
9、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：高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 81 -钢筋混凝土结构 5.0cm/s交通
10、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 04.0 正常 继续施工2 4.05.0 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/2d2 报警 1 次/1d3 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
11、 04.0cm/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。高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 82 -4.6 爆破振动测试报告4.6.1 测试报告内容（1）一般情况：时间、地点、环境温度、 测试单位、操作人员。（2）爆源情况：总装药量、分段数、最大一段装药量、爆区范围、起爆方式。（3）测试场地情况：测点方位、离爆源距离、测点地形和地质条件、周围环境。（4）传感器安装情况：传感器安装方法、安装方向、传感器型号、厂家、传感器灵敏度、编号。（5）记录仪器情况；记录仪器名称、型号、编号、触发方式、量
12、程选择、采样频率、通道数及编号。（6）记录波形输出：振动波形应有时间标尺和幅度标尺。标出最大振幅值和所处时刻。（7）描述爆破前后仪器和保护物有无损坏迹象。（8）对爆破提出评判或建议。4.6.2 测试报告的提交正常状态下，每周向监理及施工单位各提交一份测试报告；报警或超限状态下，即刻提交本次爆破振动情况测试报告。5、测振数据及分析处理振动信号由测振仪自动记录存储，数据分析处理由 EXP3850 Seismograph 分析处理软件完成。下图是部分测振波形曲线：高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 83 -最大一段药量 10kg、距离 42 m 时质 点振动波形曲线最大一段药量 7.3 kg、距离 45 m 时质点振动波形曲线高速公路隧道 减震爆破 分析 报 告四云南省公路工程 监 理咨 询 公司 - 84 -最大一段药量 8.6 kg、距离 45 m 时质点振动波形曲线最大一段药量 18 kg、距离 49 m 时质 点振动波形曲线
