爆破震動對附近民房影響情況的分析
何 鵠, 顧月兵
( 解放軍理工大學 工程兵工程學院, 江蘇 南京 21 0007)
摘 要: 主要研究了 房屋產生裂紋的原 因 , 及爆破震動對民房影響的大小 。 計算並測定爆破時鄰近村
莊的最大地麵 質點 振速, 尋求保證該村居民建( 構) 築物安全的 最大單響藥量, 同時研究擴大爆破規模
時的降震措施。
關鍵詞: 爆破震動; 振速; 安全距離,爆破測振儀 

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中 圖分類號: TD 2351 4 文獻標識碼: B 文章編號: 1004 )5716( 2008) 01 )0136 )03
某核電站在爆破施工過程中, 鄰近爆區的黃窩村、柳河村的居民對爆破震動反應強烈。 為了 弄清爆破震動衰減規律及其對周 邊民房震動影響的大小, 確定爆破時這兩個村的最大地麵質點振速, 尋求保證村居民建
( 構) 築物安全的最大單響藥量, 同時研究擴大爆破規模時的降震措施, 應施工單位要求, 對這兩個村距離爆區較近的區域進行爆破震動安全監測。
1 民房裂紋產生原因
使民房產生裂縫的原因有很多。 國外許多機構和
學者( Building Research Station , 1977; Associatio n ofCasualty and Surety Companys, 1 956; T hoenen and indes, 1942) 對裂縫的多種起源作了 極好的總結, 發現除了振動之外, 裂縫基本上是由 以下原因引 起的:
¹不均勻的熱膨脹;
º結構的超載;
»砂漿、磚、灰泥、灰墁等的化學變化;
¼木頭的收縮和膨脹;
½牆上覆蓋物的疲勞和老化;
¾不均勻的基礎沉陷。
最令人驚奇的測量結果是: 溫度和濕度的日常變化
引起牆體的應變相當大, 僅僅這些就可以使普通的熟石
膏破碎。 在日常生活中, 一個活躍的家庭能在牆上產生
類似 2. 5~ 1 2mm / s 爆破振動產生的應變。 表 1 給出 了
由於日常環境變化, 家務活動引 起的牆體應變, 並與爆
破引 起的應變進行了 比較 [ 2] 。
2 爆破震動對建築的影響形式
爆破地震波包括體積波和表麵波。 體積波由 縱波
( P 波 ) 、 橫 波 ( S 波 ) 組 成。 表 麵 波主 要 是瑞 利 波( R
波) 。 爆破過程中造成岩石破裂的主要原因是體波的作
用, 而造成地震破壞的主要原因是麵波的作用 。
我國在5爆破安全規程6( GB6722- 86) 中對建( 構)
築物地麵質點的安全震動速度規定如下:
表 1 各種活動引 起牆體應變程度的比較
加載現象 誘發的應變
(Lin. / in. )
相應的爆破強度
( mm/ s)
溫度、濕度變化 385 76
走路 9. 1 0. 8
跺腳 1 6. 0 0. 8
跳躍 3 7. 0 7. 1
使勁關門 48. 8 1 2. 7
敲打釘子 88. 7 22. 4
土窯洞、土坯房、毛石房屋: 1 . 0cm/ s;
一般磚房、非抗震的大型砌塊建築物: 2~ 3 cm/ s;
鋼筋混凝土框架房屋: 5cm/ s;
水工隧洞: 10cm/ s;
交通隧洞: 15cm/ s。
上述表明 : 即使對於結構性能最差的結構物, 要使
其產生輕微破壞( 指產生新的裂紋) , 其地麵質點的振動
速度至少在 1cm/ s。
3 震動監測前爆破施工對附近村莊震動影響的計算分析
3. 1 根據爆破設計參數估算附近主要村莊的震動速度
計算公式為薩道夫斯基公式:
V= K( Q1/ 3 / R) A
式中 : V )))質點振動速度, cm/ s;
Q )))炸藥量, kg ; 齊發爆破時取總藥量, 分段爆破
時取最大段藥量;
R )))測點到爆源的距離;
K )))與介質和爆破條件有關的係數;
A )))衰減指數。
13 6 西部探礦工程 2008 年第 1 期
3. 2 根據爆破設計參數計算爆破振動安全距離
計算公式為國家標準( GB6722 )86) 5爆破安全規
程6中的安全距離計算公式:
R= ( K/ V) 1/ AQ 1/ 3
式中 : K、A、Q 同上;
Rm )))安全距離, m;
v )))地震安全速度。
計算中 , K 和 A 的 取 值是 依照 5爆 破安 全 規程6
( GB6722 )86) 中關於岩石介質的 K、 A 的取值範圍確
定的, 如表 2 所示。
表 2 岩石介質中 K、A 的取值範圍
岩性 K A
堅硬岩石 50~ 150 1. 3~ 1 . 5
中硬岩石 150~ 250 1. 5~ 1 . 8
軟岩石 250~ 3 50 1. 8~ 2. 0
其中 : K= 250,A= 1 . 3。
為了 使計算結果簡明且具有代表性, 選擇了爆破施
工中總藥量在 1 8t 以上的炮次和藥量最大的炮次作計
算, 結果列於表 3。
表 3 爆破產生的振動量及其安全範圍
炮次 爆破
地點
最大段
藥量
( kg)
總藥
量
( kg)
質點振動速度
( cm / s)
測點到爆源
距離( m)
黃窩 柳河 黃窩 柳河
1cm/ s
處安全距
離( m)
第一次 船山 1200 24000 0. 15 0. 41 3280 1480 743
第二次 船山 980 18000 0. 13 0. 37 3280 1480 695
第三次 船山 980 18000 0. 13 0. 37 3280 1480 695
第四次 船山 982 18000 0. 13 0. 37 3280 1480 695
第五次 船山 1000 24000 0. 14 0. 38 3280 1480 698
第六次 船山 800 29493 0. 12 0. 34 3280 1480 649
第七次 船山 1400 22247 0. 16 0. 44 3280 1480 782
第八次 船山 2873 8914 0. 21 0. 60 3280 1480 994
第九次 船山 3101 21285 0. 22 0. 62 3280 1480 1020
第十次 扒山頭 980 3780 0. 12 0. 28 3500 1860 695
第十一次 扒山 2060 10296 0. 18 0. 46 3320 1620 863
表 3 中最大段藥量最大的一炮為第九次峒室爆破, 其安全距離( 臨界
速度為 1cm/ s 和 5cm/ s ) 與附近村莊的相對位置如圖 1 所示。
從表 3 和圖 1 的分析結果可以看出 , 各次最大藥量
的爆破在附近村莊引 起的震動量都小於5爆破安全規
程6中 1 cm/ s 的最低破壞標準。
4 對黃窩村、柳河村爆破震動的監測與分析
為了 更加準確地驗證附近村莊受爆破地震影響的
程度, 我們在柳河村和黃窩村對 3 次大藥量爆破進行了
圖 1 爆破安全距離與附近村莊相對位置
A 區表示震動速度在 1 cm/ s 以 上的 區域, 半徑 1 020m; B 區
表示震動速度在 5cm/ s 以上的區域, 半徑 296m; 起爆中心到
柳河村距離 1480m; 起爆中心到黃窩 村距離 3 280m。
監測, 藥量都在