某抽水蓄能電站地下廠房結構爆破地震效應測試實施方案分析

趙麗香

摘 要：電站在進入土建施工高峰期，地下廠房大面積爆破施工陸續開始，爆破振動影響在所難免。文章介紹了某抽水蓄能電站地下廠房結構爆破地震效應測試實施方案。

關鍵詞：蓄能電站；地下廠房；結構；爆破地震效應；測試；實施方案

1 概述

電站在進入土建施工高峰期，地下廠房大面積爆破施工陸續開始，爆破振動影響在所難免。施工中應注意：（1）應進行爆破試驗和爆破監測，研究爆破參數與爆破振動規律，以及爆破對混凝土和噴錨區的影響。調整好爆破面離已完成的混凝土或噴混凝土的安全距離。（2）為防止附近已開挖的隧洞及周圍建筑物受到爆破振動而損壞，安全質點振動速度應控制在7cm/s（最高峰振速）的允許極限內。

因此，根據上述要求，在爆破施工過程中，應及時進行爆破振動效應測試，一方面提供不同部位巖體的K和α值，為爆破安全距離的估算和最大藥量的確定提供依據；另一方面，測量重要部位的爆破振動速度，評價爆破對建筑物的影響程度，判斷它們的安全性。

2 爆破地震效應測試的內容及目的

地下洞室爆破地震效應測試一般做兩方面的工作，一是根據線性埋設的多個測點的質點振動速度，推算巖體的K和α值，確定適用于施工場地地形地質、巖體特性和爆破條件的爆破振動參數傳播規律的經驗公式，用來進行爆破振動速度預報和爆破控制，為爆破施工和最大藥量的確定提供依據；二是通過測試爆破敏感構件或重要保護部位的質點振動速度，評價爆破對構筑物的影響程度，判斷它們的安全性，為調整爆破參數和控制爆破規模提供依據，指導巖壁吊車梁保護層開挖及后續的大面積爆破施工。

3 試驗部位確定

爆破地震效應測試的試驗部位，應根據地下廠房分層開挖方案并結合現場實際情況確定。根據地下廠房分層開挖方案，大規模梯段爆破在15%坡度施工通道形成后開始，而15%施工通道一般采用小規模淺孔爆破進行開挖。因此為較真實地反映大規模深孔梯段爆破產生的地震效應，試驗部位擬從15%坡度施工通道末端開始，對梯段爆破按爆破循環進行跟蹤測試。

4 爆破地震效應測試方法

（1）測點布置

由于推算參數K、α值和《爆破安全規程》中爆破振動安全評價標準均為垂直質點振動最大速度（峰值），因此爆破地震效應測試是以測試垂直點振動速度為主。在用于推算參數K和α值時，測點一般為4～6個，呈直線排列，測點間距為5～10m，距炮點最小距離以爆破拋擲的安全距離為限；在測量某點的質點振動速度時，可根據需要埋設。一次爆破可同時測試4～6個測點的垂直質點振動速度。

各測點埋設一只垂直傳感器，埋設位置應鑿平，傳感器固定在托架上，托架用502膠水粘結在建筑物或基巖表面，以便形成整體振動，保證測試結果正確。

（2）爆破參數K和α值的計算

根據《爆破安全規程》的規定，爆破引起的質點振動速度的經驗公式如下：V=K（W1/3/D）а

式中V-質點振動速度。cm/s；W-爆破裝藥量，齊發爆破時取總裝藥量，分段延遲爆破時視具體條件取有關段的或最大一段的裝藥量，單位kg；D-爆破區藥量分布的幾何中心至觀測點或建筑物、防護目標的距離，單位m；K、а-與場地地質條件、巖體特性、爆破條件，以及爆破區與觀測點或建筑物、防護目標相對應位置等有關的常數，由爆破試驗確定。

在爆破點附近沿徑方向以直線排列埋設震動傳感器，記錄每個測點的振動波形，從振動波形中提取同時段爆破引起的最大振動速度，代入上式進行擬合運算，計算出該部位巖體的K和а值。由于不同的巖體完整性和所處的位置，K和а值也會有所不同，因此一般要選擇不同地質條件及位置測試2次。

（3）重要部位質點振動速度測試

洞室爆破施工對巖壁吊車梁部位或已開挖的洞室造成一定的影響，特別是澆筑混凝土后，要嚴格控制爆破引起的質點振動速度。監理、設計、施工單位根椐重要建筑物的混凝土齡期、與爆破點相對應位置、藥量等情況選擇監測點，對爆破振動進行全面的監控，記錄爆破引起的質點振動波形，測量出爆破引起的最大質點振動速度。采取措施確保建筑物的安全。一般選擇4～6點測試質點振動速度。

5 爆破地震效應測試工作程序

（1）設計、監理工程師根據施工進度及地質、地形特征確定K和а值測試部位，根據建筑物的重要程度，不同齡期及爆破影響程度選擇測點進行振動速度測試，在可能的情況下，也可以兩者兼顧。（2）指定現場聯絡人，協調測試工作的各環節；（3）由監理、設計單位現場確定測試部位，明確測試時間；（4）清理測點上的障礙物，鑿平拾振器埋設點；（5）埋設拾震器施工；（6）根據藥量分布圖及最小安全距離采取適當的措施，確保儀器設備的安全；（7）測試人員埋設、調試測試儀器；（8）測試人員與施工單位起爆人員同時撤離到安全區城；（9）爆破警戒解除后，測試人員進入現場整理儀器。

6 地震振動效應測試依據

本次測試工作的依據為：《爆破安全規程》（GB6722）；《水工建筑物地下開挖工程施工技術規范》（DL/T5099-1999）；《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》（SL47-94）；《水利水電工程地質勘察規范》（GB 50287-99）；其它設計文件、合同及監理要求。

7 測試人員與儀器設備

振動測試項目委托通過省級質量技術監督部門計量認證的單位進行測試（要求使用CMA標志）。測試人員為專業技術人員3人，輔助人員10人；所使用的儀器為EP3680測震儀和CD-1型電磁式速度傳感器，測震儀和拾振器必須經過系統率定，并在檢定有效期內。

8 質量保證措施

8.1 質量保證體系的建立

（1）本項目嚴格執行“負責守信，優質高效，以先進的技術和完善的服務，持續滿足顧客和社會的期望”的質量方針。（2）確保整個測試工作滿足業主、監理、設計和規范的要求。（3）為了使本產品和服務滿足合同規定的需要，根據相關規范，結合計量認證程序文件、作業指導書、GB/T19001-1994標準及《質量保證手冊》編制測試工作實施方案。

8.2 對不合格產品的控制

（1）測試或資料整理過程中發現不合格產品后，校核、審查、核定人員得在圖簽、批準欄或驗收單上簽名放行，并按規定做好分析、處理工作。（2）出現不合格產品后，做好不合格情況的書面記錄。（3）提出處理意見，做修改、返工或報廢。（4）經修改或返工后的產品必須重新校審、驗收，并記錄復校審及復驗收的意見，以保證達到規定的要求。（5）在整個測試工作過程中，嚴格控制每一個操作步驟，上一道工序符合要求后，才能進行下一道工序。（6）按合同要求及時向業主提供中間測試成果資料分析報告，中間測試成果資料分析報告由項目技術人員編寫與校核，項目總工審查，項目經理核定。（7）成果報告由項目技術人員編寫與校核，項目總工審查，總工程師核定。

9 提供的成果報告內容

爆破地震效應測試成果報告包括以下內容：（1）測點布置示意圖（不作為布點依據）；（2）爆破震動信號測試系統參數配置表；（3）各測點振動波形圖；（4）測點最大振動速度；（5）巖體K和α值；（6）結論及建議。

參考文獻

[1]DL/T5099-1999.水工建筑物地下開挖工程技術規范[S].

[2]SL47-94.水工建筑物巖石基礎開挖施工技術規范[S].

[3]GB6722.爆破安全規程[S].

[4]GB 50287-99.水利水電工程地質勘察規范[S].