本發(fā)明涉及一種，特別是一種500kv高壓線塔下方爆破工藝。
背景技術(shù)：
：安徽金寨抽水蓄能電站工程處于丘陵地帶，建設(shè)過程中會(huì)用到爆破開挖。電站的爆破區(qū)域與高壓輸電線路距離較近，施工過程中爆破開挖產(chǎn)生的振動(dòng)和飛石可對鄰近的輸電線路和塔基構(gòu)成威脅。由于高壓輸電線塔不是一個(gè)孤立的構(gòu)筑物，它是由導(dǎo)線、鐵塔、塔基等組成的一個(gè)空間體系結(jié)構(gòu)，相互約束著各自的變形。爆破開挖可能會(huì)對高壓線塔的沉降和頂端偏移產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致鐵塔的受力情況發(fā)生改變，當(dāng)鐵塔的最大應(yīng)力超過鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，鐵塔就受到破壞。輸電線塔塔基距離爆破源較近，會(huì)受到較強(qiáng)的爆破動(dòng)力擾動(dòng)，而且輸電線塔塔基基礎(chǔ)通常澆筑混凝土，相較于q345鋼材而言，混凝土的強(qiáng)度要低很多，且在混凝土和鐵塔鋼材的粘結(jié)處的強(qiáng)度很低還易產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時(shí)爆炸應(yīng)力波傳播至此時(shí)易產(chǎn)生拉應(yīng)力波，這些均會(huì)明顯的影響輸電鐵塔塔基的安全。由于高壓輸電線路遷移的工程量巨大，在無法遷移輸電鐵塔的情況下，急需研究一種能夠減小對鐵塔破壞的爆破開挖方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于，提供一種500kv高壓線塔下方爆破工藝。本發(fā)明具有安全可靠以及能夠降低爆破振動(dòng)對高壓線塔影響的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案：一種500kv高壓線塔下方爆破工藝,包括以下步驟：a、確定500kv高壓線塔的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)：包括以下步驟：a1、確定高壓線塔變形控制閾值；a2、確定高壓線塔本身的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)：高壓線塔本身的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)為17-19cm/s；a3、確定高壓線塔基礎(chǔ)混凝土及高壓線塔塔基粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)：高壓線塔基礎(chǔ)混凝土及高壓線塔塔基粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)為4-6cm/s；b、確定爆破方式：劃定爆破開挖區(qū)輪廓線，確定不同區(qū)域的爆破方式；c、確定爆破振動(dòng)衰減參數(shù)：根據(jù)巖體質(zhì)量及結(jié)構(gòu)特征確定爆破振動(dòng)衰減參數(shù)；d、確定最大單響藥量：根據(jù)高壓線塔本身的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)和高壓線塔基礎(chǔ)混凝土、高壓線塔塔基粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)以及爆破振動(dòng)衰減參數(shù)來確定不同爆破類型和不同的爆心距的最大單響藥量；e、控制爆破參數(shù)；根據(jù)爆破區(qū)域的開挖深度、爆破區(qū)域與高壓線塔之間的距離以及爆破類型來控制爆破參數(shù)；f、確定起爆方式：采用毫秒微差起爆方式，實(shí)行逐排或梯形起爆；g、爆破區(qū)域進(jìn)行安全防護(hù)。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述步驟b中不同區(qū)域的爆破方式為：整體采用分區(qū)、分層爆破的方式；3m以上臺(tái)階采用中深孔爆破，3m以下臺(tái)階采用淺孔爆破；邊坡輪廓部位采用預(yù)裂爆破或光面爆破，臨近輪廓部位采用緩沖爆破。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述的中深孔爆破的炮孔直徑為79-105mm；所述淺孔爆破的炮孔直徑為40-44mm。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述的步驟e中的爆破參數(shù)包括炮孔的孔網(wǎng)參數(shù)、孔深、炸藥單耗、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)以及炮孔堵塞料的長度。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述的裝藥結(jié)構(gòu)為不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述的孔網(wǎng)參數(shù)包括炮孔密集系數(shù)、孔距和排距；所述的炮孔密集系數(shù)大于1；所述的炮孔采用大孔距小排距的布孔方式，炮孔的孔距和排距之間的比值為1.5-2.5；所述炮孔縱向開挖的排距小于向高壓線方向的抵抗線長度。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述的炮孔堵塞料的長度為1-1.2倍的最小抵抗線長度；所述的炮孔堵塞料為粘土。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述的步驟f中的微差間隔時(shí)間為15ms-100ms。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述步驟g中的安全防護(hù)包括爆破飛石防護(hù)、爆破滾石防護(hù)、空氣沖擊波防護(hù)以及爆破噪聲的防護(hù)。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，所述步驟f采用非電導(dǎo)爆管。前述的一種500kv高壓線塔下方爆破開挖工藝中，還設(shè)有爆破振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過分析高壓線塔的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征，確定500kv高壓線塔的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的合理范圍值，然后在根據(jù)爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)對爆破參數(shù)、爆破的最大單響藥量進(jìn)行相應(yīng)的控制，能夠最大限度的降低爆破振動(dòng)對高壓線塔的影響，安全可靠。通過采用毫秒微差起爆，實(shí)行逐排或梯形起爆，可以控制爆破后的移動(dòng)拋擲方向，控制飛石避開高壓線的方向，同時(shí)還可以改善破碎的質(zhì)量，減少大塊率，利于后續(xù)的人工清渣工作；整體采用分區(qū)、分層爆破，中深孔爆破和淺孔爆破配合使用的精細(xì)爆破方案，邊坡輪廓部位采用預(yù)裂爆破或光面爆破，臨近輪廓的部位采用緩沖爆破；能夠更好的控制爆破的精度，降低爆破的振動(dòng)。通過在爆破區(qū)域進(jìn)行安全防護(hù)，能夠減小爆破對周邊建筑和居民的影響。綜上所述，本發(fā)明具有安全可靠以及能夠降低爆破振動(dòng)對高壓線塔影響的特點(diǎn)。通過在布孔時(shí)控制炮孔縱向開挖的排距小于向高壓線方向的抵抗線，從而確保巖石松動(dòng)而不飛散。通過在炮孔內(nèi)堵塞長度為1-1.2倍最小抵抗線長度的堵塞材料，能夠保證爆破飛石不會(huì)從孔口部位沖出。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。實(shí)施例。一種500kv高壓線塔下方爆破工藝，包括以下步驟：a、確定500kv高壓線塔的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)：包括以下步驟：a1、確定高壓線塔變形控制閾值；a2、確定高壓線塔本身的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)：高壓線塔本身的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)為17-19cm/s；a3、確定高壓線塔基礎(chǔ)混凝土及高壓線塔塔基粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)：高壓線塔基礎(chǔ)混凝土及高壓線塔塔基粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)為4-6cm/s；b、確定爆破方式：劃定爆破開挖區(qū)輪廓線，確定不同區(qū)域的爆破方式；預(yù)裂、光爆和緩沖炮孔直徑相同；中深孔與淺孔爆破的區(qū)別在于孔徑與孔深，一般炮孔直徑小于50mm，深度小于5.0m稱為淺孔爆破，炮孔直徑大于76mm，深度大于5.0m成為中深孔爆破。預(yù)裂爆破和光面爆破的設(shè)計(jì)參數(shù)基本相同，區(qū)別在于相對邊坡主爆區(qū)的起爆順序，預(yù)裂爆破是在邊坡開挖時(shí)主爆區(qū)起爆之前沿設(shè)計(jì)輪廓線先行起爆的若干排周邊炮孔，光面爆破則是在邊坡主爆區(qū)全部起爆之后沿設(shè)計(jì)輪廓線最后起爆的若干排周邊炮孔。緩沖爆破多見于大規(guī)模中深孔爆破，將孔內(nèi)藥包減弱至0.5-0.8倍主爆孔藥量，同時(shí)采用減少單段連接孔數(shù)等措施，以避免爆破對設(shè)計(jì)輪廓線以內(nèi)保留巖體的損傷。炸藥單耗是指破碎每m3巖石所需炸藥的質(zhì)量，單位通常為kg/m3，巖石越堅(jiān)硬，所需炸藥單耗往往越大。工程爆破中，通常將藥包中心或重心到最近自由面的最短距離，稱為最小抵抗線，一般常用w表示。c、確定爆破振動(dòng)衰減參數(shù)：根據(jù)巖體質(zhì)量及結(jié)構(gòu)特征確定爆破振動(dòng)衰減參數(shù)；如表1所示。表1.施工區(qū)爆破衰減參數(shù)爆破類型kα預(yù)裂爆破1001.2深孔梯段爆破801.2淺孔爆破601.5d、確定最大單響藥量：根據(jù)高壓線塔本身的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)和高壓線塔基礎(chǔ)混凝土、高壓線塔塔基粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)以及爆破振動(dòng)衰減參數(shù)來確定不同爆破類型和不同的爆心距的最大單響藥量；如表2.1、2.2和2.3所示。表2.1預(yù)裂爆破的最大單響藥量表2.2中深孔爆破的最大單響藥量表2.3淺孔爆破的最大單響藥量e、控制爆破參數(shù)；根據(jù)爆破區(qū)域的開挖深度、爆破區(qū)域與高壓線塔之間的距離以及爆破類型來控制爆破參數(shù)；f、確定起爆方式：采用毫秒微差起爆方式，實(shí)行逐排或梯形起爆；g、爆破區(qū)域進(jìn)行安全防護(hù)。所述步驟b中不同區(qū)域的爆破方式為：整體采用分區(qū)、分層爆破的方式；3m以上臺(tái)階采用中深孔爆破，3m以下臺(tái)階采用淺孔爆破；邊坡輪廓部位采用預(yù)裂爆破或光面爆破，臨近輪廓部位采用緩沖爆破。所述的中深孔爆破的炮孔直徑為79-105mm；所述淺孔爆破的炮孔直徑為40-44mm。所述的步驟e中的爆破參數(shù)包括炮孔的孔網(wǎng)參數(shù)、孔深、炸藥單耗、單孔裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)以及炮孔堵塞料的長度。所述的裝藥結(jié)構(gòu)為不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。所述的孔網(wǎng)參數(shù)包括炮孔密集系數(shù)、孔距和排距；所述的炮孔密集系數(shù)大于1；所述的炮孔采用大孔距小排距的布孔方式，炮孔的孔距和排距之間的比值為1.5-2.5。所述炮孔縱向開挖的排距小于向高壓線方向的抵抗線長度。所述的炮孔堵塞料的長度為1-1.2倍的最小抵抗線；所述的炮孔堵塞料為粘土。所述的步驟f中的微差間隔時(shí)間為15ms-100ms。所述步驟g中的安全防護(hù)包括爆破飛石防護(hù)、爆破滾石防護(hù)、空氣沖擊波防護(hù)以及爆破噪聲的防護(hù)。所述步驟f采用非電導(dǎo)爆管。所述步驟a需先對爆破振動(dòng)影響下的動(dòng)力響應(yīng)特征進(jìn)行分析，動(dòng)力響應(yīng)特征包括爆破振動(dòng)影響下高壓線塔的應(yīng)力分布特征和爆破振動(dòng)影響下高壓線塔的振動(dòng)分布特征。確定爆破振動(dòng)對高壓線塔不同區(qū)域的影響程度：根據(jù)高壓線塔在爆破振動(dòng)影響下的動(dòng)力響應(yīng)特征分析得出高壓線塔受影響最大的區(qū)域?yàn)楦邏壕€塔的塔基和塔頂。為此，本發(fā)明采用ansysls-dyna對其進(jìn)行沉降和傾斜進(jìn)行數(shù)值仿真，以鐵塔的最大應(yīng)力達(dá)到鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為鐵塔安全判定準(zhǔn)則，考慮安全余度，選取較小值作為輸電鐵塔的變形控制標(biāo)準(zhǔn)。對輸電鐵塔進(jìn)行適當(dāng)簡化，根據(jù)鐵塔作為柔性空間結(jié)構(gòu)這一特征，在計(jì)算過程中，將鐵塔簡化為梁桁混合模型，即：①將輸電鐵塔的四根主材簡化為梁單元，斜材和輔材等全部簡化成桿單元；②假設(shè)衍架的節(jié)點(diǎn)為光滑的鉸接；③假定梁單元與桿單元為固定連接；④外力都作用在節(jié)點(diǎn)上。鐵塔模型的幾何構(gòu)造與實(shí)際結(jié)構(gòu)非常接近，僅在局部進(jìn)行了簡化。考慮輸電鐵塔的材料為q345，選擇ansysls-dyna中的雙線性隨動(dòng)模型(*mat_plastic_kinematic)對輸電鐵塔進(jìn)行計(jì)算，巖體本構(gòu)關(guān)系采用彈塑性模型進(jìn)行模擬。計(jì)算中采用ls-dyna的重啟動(dòng)技術(shù)，通過對施加變形的持續(xù)增加與試算，以獲得輸電鐵塔應(yīng)力與塔基沉降和塔體傾斜的關(guān)系，當(dāng)塔中的應(yīng)力超過其強(qiáng)度值時(shí)，所對應(yīng)的變形即確定為輸電鐵塔的變形控制閾值。可以得出，當(dāng)其中的一個(gè)塔基發(fā)生沉降時(shí)，塔中的最大拉應(yīng)力逐漸增大，其規(guī)律幾乎接近于線性增長，由于塔體的自重以及梁與桿之間的連接約束原因，輸電鐵塔模型中最大的初始應(yīng)力接近110mpa，當(dāng)沉降量為70mm左右時(shí)，鐵塔的最大拉應(yīng)力達(dá)到q345的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值295mpa。因此通過計(jì)算確定塔基允許沉降量為70mm，相比于建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50007-2002)中關(guān)于高聳結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降量規(guī)定的400mm，更加趨于保守，從安全控制角度更為有利。因此塔基沉降量的安全閾值確定為70mm。塔基傾斜是指相鄰塔基的沉降差與相鄰塔基中心之間的距離的比值，通過編制相關(guān)的fortran程序，可以將計(jì)算的位移信息換算為塔基傾斜量。計(jì)算結(jié)果表明，隨著塔基傾斜量的增加，塔體的最大拉應(yīng)力逐漸增大，與塔基的沉降量相似，塔基的傾斜量與最大拉應(yīng)力的關(guān)系接近單調(diào)遞增的線性關(guān)系。爆破振動(dòng)影響下高壓線塔的動(dòng)力響應(yīng)特征：模型概化與計(jì)算方法基于ls-dyna動(dòng)力有限元的數(shù)值仿真分析方法，研究爆破條件下高壓線塔的爆破動(dòng)力響應(yīng)和爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)。輸電鐵塔仍采用上述的三維計(jì)算模型，基巖與鐵塔采用固定接觸，參考龍政線和宜華線與施工區(qū)的空間位置，道路邊線與龍政線塔基最小距離為24.5m，在模型中的距離塔基20m處布置爆破孔，孔深7m，炮孔直徑90mm，裝藥直徑70mm，模型底部施加法向約束，四周施加無反射邊界模擬無限巖體。根據(jù)現(xiàn)場揭示的地質(zhì)情況，開挖區(qū)域多以覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化巖層為主，巖體、混凝土的本構(gòu)模型采用理想彈塑性模型，混凝土與鋼材之間的粘結(jié)采用固結(jié)方式模擬。爆破振動(dòng)影響下高壓線塔的應(yīng)力分布特征：在高壓線塔基附近實(shí)施爆破，爆破應(yīng)力波傳播至輸電鐵塔底部時(shí)將從巖體中傳入鐵塔中，并產(chǎn)生系列的動(dòng)力響應(yīng)，在炸藥起爆后，輸電鐵塔的壓力經(jīng)歷了一個(gè)先增大后減小的過程，顯然經(jīng)歷一個(gè)強(qiáng)脈沖的動(dòng)力擾動(dòng)過程，在20ms左右達(dá)到峰值，在70ms左右衰減值初始水平。表明在高壓線塔附近實(shí)施爆破，輸電鐵塔在此過程中經(jīng)歷了持續(xù)時(shí)間很短的脈沖作用。在本項(xiàng)目的計(jì)算中輸電鐵塔由梁單元和桿單元組合進(jìn)行模擬，對于桿件而言，軸力是一個(gè)重要的力學(xué)指標(biāo)，因此選取了輸電鐵塔不同位置的軸力進(jìn)行跟蹤和對比。分別在塔基、塔身中部以及塔頂?shù)热齻€(gè)位置布置測試點(diǎn)。通過后處理器，可以查看計(jì)算后梁單元和桿單元的軸向力計(jì)算結(jié)果。在20ms左右，桿件的軸力達(dá)到峰值，雖然在之后的不同時(shí)間段內(nèi)，仍出現(xiàn)多個(gè)波峰，但是相比第一個(gè)波峰，這些波峰的峰值很小，其產(chǎn)生的原因是由于輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)力波在不同部位產(chǎn)生反射的次生應(yīng)力波，這些應(yīng)力波反復(fù)疊加，因此形成了一個(gè)主體波峰后有很多小波峰的情況，這是符合情理的。采用同樣的方法跟蹤塔體中點(diǎn)以及塔頂，首先從峰值的角度，塔基和塔頂?shù)姆逯递^為接近，計(jì)算結(jié)果顯示均在160mpa左右，而在塔體中部，軸力的量值僅在65mpa左右，高壓線塔的受力特點(diǎn)為兩端大、中間小的特征，其中原因可從以下解釋：對于塔基而言，其距離爆源最近爆破振動(dòng)衰減的程度最低，因此該處的軸力峰值桿件的軸力分布呈現(xiàn)明顯的塔基和塔頂較大，而塔體中部較小的特征。對于本次計(jì)算中選擇的塔體材料及幾何尺寸而言，塔體中部的應(yīng)力約為塔基的一半，而塔頂?shù)妮S力則略大于塔底的應(yīng)力。由于塔基和塔頂?shù)募s束條件不同，兩者產(chǎn)生較大軸力的力學(xué)機(jī)制明顯不同，因此在爆破振動(dòng)影響下，輸電鐵塔的軸力分布并不呈現(xiàn)對稱的情形。根據(jù)軸力分布顯示，高壓線塔出現(xiàn)較大軸力部位分別在塔基和塔頂，因此在施工中需注意對該部位的爆破安全校核，而爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的確定也應(yīng)著重與這兩個(gè)部位。爆破振動(dòng)影響下高壓線塔的振動(dòng)分布特征計(jì)算中選擇幾個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)的跟蹤，分別為位于輸電鐵塔塔基、塔體中點(diǎn)以及鐵塔頂點(diǎn)。由于輸電鐵塔埋設(shè)在基巖中，考慮爆破振動(dòng)在巖體以及鋼材中傳播的差異，而在根據(jù)爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)確定爆破最大單響藥量時(shí)，依據(jù)的是巖體中的爆破振動(dòng)衰減規(guī)律，因此首先比較了與鐵塔接觸的混凝土以及鐵塔梁單元的爆破振動(dòng)響應(yīng)，塔基巖體和塔基梁單元的爆破振動(dòng)曲線基本一致，振動(dòng)隨時(shí)間的變化規(guī)律完全相同。但在爆破振動(dòng)峰值方面仍存在一定的區(qū)別，如在8ms左右，塔基巖體的爆破振動(dòng)峰值為16.1cm/s，而與其附近梁單元的爆破振動(dòng)峰值為10cm/s左右，表明應(yīng)力波在從巖體傳播至輸電鐵塔塔基時(shí)存在一定的能量消耗，同時(shí)輸電鐵塔材料的波阻抗較大，也導(dǎo)致了振動(dòng)存在明顯的衰減這一結(jié)果。由于距離爆源較近，塔基底部的應(yīng)力波仍然很大，爆破振動(dòng)速度較大為10cm/s左右，但在塔體中部爆破振動(dòng)速度的峰值明顯減小，而在塔頂爆破振動(dòng)的峰值則又有增加的趨勢?？傮w而言，爆破開挖下輸電鐵塔爆破振動(dòng)的分布特征與軸力分布特征非常接近，最大的振動(dòng)速度出現(xiàn)在輸電鐵塔頂部。因此從安全角度，振動(dòng)對鐵塔本身的影響可能集中在塔基。500kv高壓線塔基爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的確定高壓線塔的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的確定以高壓線塔本身的動(dòng)力響應(yīng)以及與輸電鐵塔塔基粘結(jié)的混凝土強(qiáng)度等作為控制依據(jù)。爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)在爆破中的重要參考意義是確定最大單響藥量，而該指標(biāo)的確定需要依據(jù)爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)和爆破振動(dòng)衰減規(guī)律，因此建立爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的位置以與高壓線塔基礎(chǔ)接觸的基巖，可以排除其他因素的干擾。輸電鐵塔本身的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的確定方法與步驟如下：通過改變爆源參數(shù)，使不同的應(yīng)力波經(jīng)過輸電鐵塔；編制fortran程序，計(jì)算輸電鐵塔不同位置桿件的變形量(沉降量或傾斜度)，計(jì)算每一步完成時(shí)搜索最大變形量；通過多次計(jì)算，建立與塔基接觸的基巖的爆破振動(dòng)速度與傾斜度的對應(yīng)關(guān)系；當(dāng)最大變形為塔體的變形閾值時(shí)，對應(yīng)的爆破振動(dòng)速度即確定為爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，基巖振動(dòng)速度和塔基的最大傾斜度(偏移量)呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系，振動(dòng)速度越大，輸電鐵塔的最大偏移量越大，但最大偏移量的增長速度逐漸減小，輸電鐵塔的變形在小范圍內(nèi)容易發(fā)生，但到一定范圍時(shí)，由于結(jié)構(gòu)約束的特征，抵抗變形的能力增強(qiáng)。根據(jù)前文的計(jì)算結(jié)果，輸電鐵塔的最大傾斜度為0.0045，當(dāng)最大偏移量取該值時(shí)，爆破振動(dòng)速度為21.6cm/s。需要說明是由于爆破的動(dòng)力響應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，因此輸電鐵塔出現(xiàn)最大偏移量的持續(xù)時(shí)間非常短，并不是持續(xù)出現(xiàn)較大變形，同時(shí)在動(dòng)態(tài)條件下，巖體的強(qiáng)度參數(shù)相比準(zhǔn)靜態(tài)有一定增大，因此綜合以上兩方面的原因，爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)的確定有一定的保守因素，從爆破安全控制的角度，是有利的。雖然此次計(jì)算的結(jié)果為21.6cm/s，再考慮1.2的安全系數(shù)，建議的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)為18cm/s。因此綜合以上計(jì)算結(jié)果，從輸電鐵塔本身的安全角度，由于鋼材本身的強(qiáng)度很高，其爆破振動(dòng)的允許值較高。輸電鐵塔基礎(chǔ)混凝土及其粘結(jié)段的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)：通過以上相同的方法，通過改變不同的計(jì)算參數(shù)，在塔基位置產(chǎn)生不同的動(dòng)力擾動(dòng)，基于多次試算，得到最大拉應(yīng)力與爆破振動(dòng)速度的對應(yīng)關(guān)系，認(rèn)為當(dāng)最大拉應(yīng)力超過該處的抗拉強(qiáng)度時(shí)，對應(yīng)的振動(dòng)速度即為爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果顯示在輸電鐵塔基礎(chǔ)以及粘結(jié)段位置，拉應(yīng)力峰值和壓應(yīng)力峰值較為接近，但由于混凝土抗拉強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度的差別，因此在輸電鐵塔基礎(chǔ)以及粘結(jié)段往往是由爆破應(yīng)力波導(dǎo)致的拉破壞，壓破壞的可能性比較小。從爆破振動(dòng)控制的安全性角度來講，應(yīng)當(dāng)取幾個(gè)對象控制標(biāo)準(zhǔn)的最小值作為高壓線塔附近爆破施工的安全控制標(biāo)準(zhǔn)，才能保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。計(jì)算結(jié)果表明該值在8.5cm/s左右，工程中通?？紤]一定的安全系數(shù)，因此給出了安全系數(shù)分別為1.2和1.5時(shí)的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)取值，考慮2.0的安全系數(shù)時(shí)，高壓線塔基的爆破振動(dòng)安全控制標(biāo)準(zhǔn)在5cm/s以內(nèi)。下文在爆破最大單響藥量的確定中將以安全系數(shù)為1.5時(shí)的爆破振動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)作為參考值，振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)取5.7cm/s。爆破飛石控制措施：控制爆破飛石方向：控制最小抵抗線方向在爆破臺(tái)階的側(cè)面；通過在炮孔內(nèi)堵塞長度為1-1.2倍最小抵抗線長度的堵塞材料，能夠保證爆破飛石不會(huì)從孔口部位沖出。堵塞材料為粘土，逐層搗實(shí)，能夠確保堵塞長度和堵塞質(zhì)量；清渣爆破，爆破前必須清理工作面，包括表面浮土、植物、碎石渣等；爆破區(qū)表面覆蓋，在可能條件下，對爆區(qū)加以覆蓋來防止飛石，對于重要建筑物可采用保護(hù)性防護(hù)，將被保護(hù)建筑直接用防護(hù)材料、木板、竹簾、草袋覆蓋起來比直接覆蓋在爆區(qū)防護(hù)效果更好。在高壓線兩側(cè)區(qū)域一定范圍內(nèi)，必須采取相應(yīng)的覆蓋防護(hù)措施。如在高壓線兩側(cè)50m范圍內(nèi)，特別是在高壓線正下方的爆破區(qū)域，應(yīng)采用加強(qiáng)防護(hù)措施，爆區(qū)表面蓋鋼板、沙袋、鋼絲網(wǎng)；50-100m范圍內(nèi)，應(yīng)在爆區(qū)表面覆蓋沙袋、鋼絲網(wǎng)；100m范圍外可采取沙袋防護(hù)等措施，具體的防護(hù)措施尚需結(jié)合道路開挖情況進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。爆破滾石控制措施：在防護(hù)建筑物周圍建筑一道有一定高度、寬度的擋墻，對少量滾石進(jìn)行阻擋；最后在防護(hù)建筑物基礎(chǔ)支撐周圍堆放一定數(shù)量的沙袋，可防止極少量爆破滾石對需防護(hù)建筑物造成破壞。爆破振動(dòng)控制措施：爆破振動(dòng)控制的途徑主要通過采用合理的爆破參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、爆破起爆順序及抵抗線方向，選取合適的分段延遲時(shí)間，來控制爆破振動(dòng)的強(qiáng)度。采用毫秒微差起爆技術(shù)，控制最大單響藥量若巖性和爆破場地給定，在確定的允許質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度和給定爆心距r條件下，控制質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度的最有效方法為通過采用毫秒微差起爆技術(shù)，控制最大單響藥量。被保護(hù)建筑物的允許臨界振動(dòng)速度確定后，可合理確定一次爆破最大用藥量。當(dāng)設(shè)計(jì)藥量大于該值而又沒有其他降振措施時(shí)，則必須分次爆破，控制一次爆破的炸藥量。將一次爆破藥量分成多段微差起爆，使得爆破地震速度峰值減小為受單響最大藥量控制。在總裝藥量及其它條件相同的情況下，微差起爆的振動(dòng)強(qiáng)度要比齊發(fā)爆破降低1/3-2/3，分段越多，降振效果越好。而單位炸藥消耗量，是爆破設(shè)計(jì)中計(jì)算炸藥量的另一個(gè)非常重要的參數(shù)，它除對保證爆破效果起決定作用外，還影響著爆破振動(dòng)的強(qiáng)度。過大的炸藥單耗，會(huì)使爆破振動(dòng)和空氣沖擊波增大，并引起巖塊過度移動(dòng)或拋擲。相反，炸藥單耗過小，也會(huì)由于延遲和減小從自由面反射回來的拉伸波效應(yīng)，從而使爆破振動(dòng)增大。最優(yōu)的炸藥單耗，要通過現(xiàn)場測試和長期實(shí)踐來確定。為更有效的降低爆破振動(dòng)，在雷管段別排列時(shí)，可考慮前排適當(dāng)減少炮孔數(shù)，而后排又能適當(dāng)增加炮孔數(shù)，這樣不僅能使爆破振動(dòng)控制在要求的范圍內(nèi)，而且還能使爆破規(guī)模盡可能擴(kuò)大，滿足爆破生產(chǎn)的要求。合理選擇炮孔孔徑；采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。另外，在工程實(shí)踐中，為了防止主爆孔爆破誘發(fā)的振動(dòng)對保留巖體產(chǎn)生破壞，常常在主爆孔和輪廓爆破孔(預(yù)裂爆破或光面爆破)之間設(shè)置緩沖孔。緩沖孔的鉆孔直徑同主爆孔一樣，但其單孔藥量較主爆孔降低30-50％。而緩沖孔爆破產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度僅為主爆孔爆破產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)峰值振動(dòng)速度的15-35％?？梢?，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，可有效降低爆破振動(dòng)。合理選用微差間隔時(shí)間：選取合理的微差間隔時(shí)間，可以防止不同段間爆破振動(dòng)的疊加。爆破測試結(jié)果表明，起爆時(shí)差大于3t(t為主振相周期)時(shí)，各次爆破振動(dòng)波是獨(dú)立的而不會(huì)疊加。在總藥量相同條件下，分段延時(shí)間隔爆破比齊發(fā)爆破的振速可降低30-60％，降低程度視間隔時(shí)間、持發(fā)段數(shù)、爆破類型和爆破條件的不同而有差異。如果引爆時(shí)差等于t/2時(shí)，對降振效果最佳，由于相互干擾使振幅減小。爆破孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)要合理，確保使炸藥均勻地分布在被爆巖體中，防止能量過于集中，達(dá)到減小爆破振動(dòng)強(qiáng)度之目的。要求選取的孔網(wǎng)參數(shù)達(dá)到如下要求：炮孔密集系數(shù)要盡量大于1；采用大孔距小排距布孔方式，使炮孔間距與排距之比在2左右；減少炮孔超深；炮孔孔口堵塞長度要合理，防止孔口藥量集中；采用孔內(nèi)間隔裝藥；當(dāng)孔深很大，單孔裝藥量大于最大段藥量時(shí)，可采用孔內(nèi)微差與孔外微差結(jié)合的辦法。當(dāng)然也可以采用“半臺(tái)階”爆破法，即臺(tái)階高度降低一半，孔深、單孔裝藥量和最大地震速度均下降。采用塑料導(dǎo)爆管微差起爆網(wǎng)路，嚴(yán)格控制單段起爆藥量，從而確保爆破產(chǎn)生的振動(dòng)不會(huì)對鐵塔產(chǎn)生破壞影響。同時(shí)在施工過程中，在鐵塔基礎(chǔ)及房屋基礎(chǔ)布置振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)，全程監(jiān)測爆破振動(dòng)影響，以科學(xué)評(píng)價(jià)爆破影響程度。空氣沖擊波防護(hù)措施：(1)采用先進(jìn)的毫秒微差爆破技術(shù)來削弱空氣沖擊波的強(qiáng)度。實(shí)踐證明，采用排間微差間隔時(shí)間為15ms-100ms的深孔微差爆破技術(shù)效果最佳。(2)精確地鉆孔可以保持設(shè)計(jì)抵抗線均勻，防止因鉆孔位偏斜使爆炸物從鉆孔薄弱部位過早泄漏而產(chǎn)生較強(qiáng)沖擊波。(3)對孔口段加強(qiáng)堵塞及保證堵塞質(zhì)量，能降低沖擊波的強(qiáng)度影響。實(shí)踐證明，掩蓋物或堵塞物用砂(沙)比用致密的巖土好；堵塞用水比用固體好；固體中又以粗粒料比細(xì)粒料為好，也可用鉆孔巖屑堵塞。(4)對巖體的地質(zhì)弱面給以補(bǔ)強(qiáng)來扼制沖擊波的產(chǎn)生渠道。鉆孔裝藥時(shí)，難免遇上巖體弱面，諸如節(jié)理、裂隙和夾層等，一旦爆炸有可能沿其弱面產(chǎn)生漏氣滋生空氣沖擊波，為此，應(yīng)當(dāng)給上述弱面作補(bǔ)強(qiáng)處理，或者減少這些部位的裝藥量來控制沖擊波的產(chǎn)生。(5)在控制爆破中，還可采用木柱或竹桿作支架，草簾、荊笆等作覆蓋物架設(shè)成的防護(hù)排架，它對沖擊波具有反射、導(dǎo)向和緩沖作用，因此可以較好地起到削弱空氣沖擊波的作用，一般單排就可降低沖擊波強(qiáng)度30％-50％左右。防護(hù)排架的尺寸依據(jù)被保護(hù)對象而定，而其強(qiáng)度則由沖擊波強(qiáng)度、被保護(hù)對象的抗沖擊波能力及其重要性而定。其形狀一般為人字形，迎爆面與地面的夾角應(yīng)比背面與地面夾角大，一般為60°-75°。為延緩防護(hù)排架在沖擊波作用下的位移時(shí)間和增強(qiáng)其剛度，其支柱腳應(yīng)埋入地下0.3m以上。對重點(diǎn)保護(hù)對象，可架設(shè)雙排或多排支架，排間距為4-6m。除上述空氣沖擊波控制措施外，還可在爆源上加覆蓋物，如蓋裝砂或草袋，或蓋膠管簾、廢輪胎簾、膠皮簾等覆蓋物。爆破噪聲控制措施：嚴(yán)格堵塞炮孔和加強(qiáng)覆蓋，也可大大減弱爆破噪聲。爆破施工安全防護(hù)措施線路選擇：路線布置上有條件路段盡量采用繞避高壓線、居民區(qū)的方案，必須通過高壓線時(shí)，要保證與高壓線、鐵塔的平面及豎向凈空要求。路線靠近鐵塔處，平面上保證邊坡開口線距離塔基20m，高程上盡量與塔基一致，減少開挖。塔基位于道路上方時(shí)，道路盡量以填方形式通過，避免開挖。塔基位于道路下方時(shí)，道路在縱斷面設(shè)計(jì)上應(yīng)提升高程，以減小開挖，減少爆破。爆破振動(dòng)安全設(shè)施當(dāng)高壓線塔距爆源很近時(shí)，可在爆源周邊設(shè)置一條預(yù)裂減振帶或鉆鑿不裝藥的防振孔。預(yù)裂孔或防振孔可以是一排，也可以是多排。但介質(zhì)為土層時(shí)，可以開挖預(yù)裂溝，預(yù)裂溝寬以施工方便為前提，并盡可能深一些，以超過主藥包藥量位置50cm為好。本發(fā)明還設(shè)置有爆破安全監(jiān)測系統(tǒng)：爆破監(jiān)測設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合各開挖區(qū)的施工方法、需保護(hù)物的結(jié)構(gòu)形式和進(jìn)度進(jìn)行，區(qū)分不同開挖及其特點(diǎn)、針對其重點(diǎn)保護(hù)部位進(jìn)行監(jiān)測布置；監(jiān)測應(yīng)分主次，突出重點(diǎn)，兼顧一般；儀器測量與人工巡查相結(jié)合。施工期爆破安全監(jiān)測應(yīng)遵循以下原則：以安全監(jiān)測的反饋分析為主，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)和施工工藝，確保施工質(zhì)量和邊坡的安全。監(jiān)測應(yīng)貫穿施工開挖全過程，應(yīng)對爆破進(jìn)行跟蹤監(jiān)測滿足監(jiān)測數(shù)量和測次的要求。測點(diǎn)布置應(yīng)突出重點(diǎn)(高壓線塔)以及重要民用和公用建筑物。監(jiān)測儀器頻響及量程應(yīng)滿足要求，穩(wěn)定可靠，監(jiān)測方法應(yīng)簡便快速。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)監(jiān)測：以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度監(jiān)測為主，加速度監(jiān)測為輔。在分析監(jiān)測成果的基礎(chǔ)上，對試驗(yàn)獲得的控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步驗(yàn)證或修訂，隨著爆破開挖部位的改變，并對爆破振動(dòng)預(yù)報(bào)進(jìn)行修正。動(dòng)力參數(shù)監(jiān)測：必要時(shí)對爆破產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行監(jiān)測。巡視檢查：對爆破效果進(jìn)行宏觀調(diào)查。測試范圍至少達(dá)到60m，在與爆源不同距離處后沖向(可現(xiàn)場依據(jù)爆源與防護(hù)目標(biāo)的相對位置而定)布置5測點(diǎn)，每點(diǎn)測試豎直向、水平徑向和水平切向三個(gè)方向的傳感器，進(jìn)行質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度、頻率測試。為獲取爆破振動(dòng)的衰減傳播規(guī)律的測點(diǎn)，按指數(shù)分布布置在傳播方向的直線上。采用回歸方法統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算地震波傳播規(guī)律，給出相應(yīng)的衰減系數(shù)k和衰減指數(shù)α。每部位前期測試1至2次后統(tǒng)計(jì)出爆破振動(dòng)傳播規(guī)律，后期常規(guī)監(jiān)測中補(bǔ)充監(jiān)測資料對爆破振動(dòng)傳播規(guī)律進(jìn)行修正，以提高預(yù)報(bào)的正確性。對需保護(hù)目標(biāo)周邊一定范圍內(nèi)(范圍根據(jù)爆破振動(dòng)傳播規(guī)律測試結(jié)果確定)規(guī)模爆破進(jìn)行監(jiān)測，每次在民房、高壓線塔基等的基礎(chǔ)部位布置2-3個(gè)常規(guī)振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)，每點(diǎn)測試豎直向、水平徑向和水平切向三個(gè)方向的傳感器，進(jìn)行質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度、頻率測試。同時(shí)進(jìn)行爆破前后宏觀調(diào)查。對實(shí)測運(yùn)動(dòng)參數(shù)應(yīng)利用通用程序進(jìn)行波分析，得出最大峰值振動(dòng)速度(必要時(shí)給出加速度峰值)，并對波形進(jìn)行譜分析給出主振頻率。對實(shí)測動(dòng)力參數(shù)應(yīng)利用通用程序進(jìn)行波形分析，得出最大爆破噪聲，并對是否超限進(jìn)行評(píng)價(jià)。將實(shí)測參數(shù)與巡視檢查結(jié)果進(jìn)行對比分析，對原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性進(jìn)行分析。對爆破監(jiān)測采用的傳感器頻帶范圍要求較嚴(yán)格，采用常規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)難以滿足要求，不能測到真實(shí)的爆破震動(dòng)。本工程應(yīng)采用先進(jìn)和數(shù)字式監(jiān)測設(shè)備對重要爆破、重點(diǎn)部位爆破時(shí)的關(guān)鍵部位進(jìn)行爆破實(shí)時(shí)監(jiān)測。具有物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸功能的ybj-iii遠(yuǎn)程微型動(dòng)態(tài)記錄儀和各種傳感器形成一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過gprs或者3g網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將采集到的信號(hào)依托互聯(lián)網(wǎng)無線傳輸?shù)奖乒芾硇畔⑵脚_(tái)的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)爆破監(jiān)測管理、爆破振動(dòng)傳播規(guī)律統(tǒng)計(jì)分析和爆破安全評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)可選定監(jiān)測數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析提出爆破振動(dòng)傳播規(guī)律，供爆破安全控制資料庫調(diào)用，并依據(jù)爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)測資料進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，上傳監(jiān)測簡報(bào)，同時(shí)具有自動(dòng)評(píng)估和預(yù)警功能。該信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)測資料實(shí)時(shí)上傳，項(xiàng)目相關(guān)人員(根據(jù)需求設(shè)置權(quán)限)可通過手機(jī)或計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)查詢監(jiān)測簡報(bào)或?qū)崪y資料。進(jìn)場開始監(jiān)測30天即可上線運(yùn)行，并根據(jù)委托方要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)本工程爆破安全監(jiān)測特點(diǎn)，對于局部重點(diǎn)關(guān)注位置，宜采用目前世界上最先進(jìn)的minimateplus爆破微型測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以同時(shí)在同一觀測點(diǎn)測試3個(gè)方向的爆破震動(dòng)速度(含時(shí)程曲線)及爆破噪聲，此外，還可提供峰值加速度、峰值位移以及頻率——峰值震動(dòng)速度曲線，可以記錄300次不同時(shí)刻的爆破震動(dòng)。測點(diǎn)將依據(jù)爆源位置不同而不同，初步確定選用3套minimateplus爆破微型測試系統(tǒng)，實(shí)測數(shù)據(jù)手動(dòng)上傳至信息管理系統(tǒng)。采用具有物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸功能的ybj-iii遠(yuǎn)程微型動(dòng)態(tài)記錄儀和各種傳感器形成一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，每次爆破時(shí)即可將采集的爆破振動(dòng)信號(hào)傳輸至電腦中，這樣可以實(shí)現(xiàn)該區(qū)域爆破施工振動(dòng)的持續(xù)監(jiān)測，同時(shí)可以編制相關(guān)的接口程序，將爆破振動(dòng)測試結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送至相關(guān)人員的手機(jī)中。當(dāng)前第1頁12