深圳市供水网络盐田支线工程隧洞爆破影响的监测与分析

崔德浩

（广东省深圳市东江水源工程管理处，广东深圳518122）

深圳市供水网络盐田支线工程隧洞爆破影响的监测与分析

崔德浩

（广东省深圳市东江水源工程管理处，广东深圳518122）

深圳市供水网络盐田支线工程输水隧洞爆破施工采用传统钻孔爆破法，爆破开挖过程对周边永久建筑物和靠近主隧洞口的支护和承重灌注桩产生影响。采用爆破振动记录仪对周边建筑物及灌注桩施工部位进行爆破监测，获得有效爆破震动数据。对监测数据进行分析，提出在爆破过程中通过采取短进尺、弱爆破和用钢板封堵隧洞口等工程措施，根据隧洞爆破距离、爆破药量和爆破振动速度关系，确定灌注桩施工不受隧洞爆破震动影响的最小进尺距离为80 cm，单次装药量不大于80 kg，满足规范要求。

隧洞开挖爆破振动；振动监测；影响分析

1 工程概况

深圳市供水网络盐田支线工程是为解决盐田区近远期用水需求，保障盐田区社会经济和谐发展的重大民生工程。本工程取水于深圳供水网络干线碧岭隧洞，经引水隧洞、提升泵站、及新建管道输送原水至盐田港水厂与沙头角水厂。工程主要建设内容包括引水隧洞工程（主洞3077.7 m、检修支洞68.5 m）、提升泵站工程（设计规模21万m3/d）、输水管道工程（DN900双供水管664 m）等。

本工程输水隧洞主洞出口及检修洞进口周围环境比较复杂：主洞出口正前方50 m为市水务集团永安北一街加压泵站；80 m处为永安北一街（东西向）；东南侧170 m是义乌华贸城；东侧40 m左右是深圳市立航货运有限公司南半岛仓库；主洞口西侧布置基坑支护灌注桩，东侧布置承重灌注桩，最近距离20 m左右。根据国家《爆破安全规程》（GB6722-2014）的规定及周边单位的要求，爆破施工中需要对周边重点保护建筑物进行爆破振动检测工作，本工程主要监测点位为市水务集团永安北一街加压泵站、深圳市立航货运有限公司南半岛仓库以及主洞口的支护灌注桩位置。由于主隧洞爆破开挖和基坑灌注桩存在平行交叉施工，并且两个施工部位距离较近，所以要通过分析爆破震动监测提供有效的数据，对此特殊工况进行爆破振动影响大小进行评估，确定灌注桩可进行施工作业与主隧洞爆破区域的安全距离。

东江水源工程管理处委托北京铁科工程检测中心于2016年9月28日至12月28日不间断对深圳市供水网络盐田支线工程隧洞进行了爆破振动监测，并收集了原始爆破震动数据，分析爆破距离、震动速度和装药量的数据曲线关系。

2 监测布置及标准

2.1 监测内容

本工程采用爆破振动记录仪监测爆破振动质点速度和主振频率。以掌握靠近保护目标时爆破振动量，以便根据国家《爆破安全规程》（GB6722-2014）及周边单位的要求的爆破振动允许值，调整隧洞爆破开挖进尺量、装药量、隧洞爆破施工时间等。

根据现场永久建筑物、灌注桩和主隧洞的现场平面关系，本次爆破振动监测的测振点布置在永久建筑物物核心区和隧洞口最近的灌注桩位置上，测得隧洞爆破对永久建筑物核心区和距离最近灌注桩的最大振动影响。本次监测点主要布置在永安路调压泵站、安能仓库、主隧洞口最近的灌注桩位置处。

2.2 监测设备

测振仪采用成都中科测控有限公司研制开发的最新产品TC-4850N型爆破振动记录仪，这是目前国内研制开发的集测量、处理、输出为一体的先进测振仪。仪器主要性能指标如下：量程：自适应量程，最大输入值10V（35cm/s）；采样频率：1 kHz~50 kHz多档可调；触发延时：负延时4 K、8 K、12 K采样点；采集长度：每通道多段模式16 K样点，每通道单段模式128 K样点；触发方式：连续触发记录可达128次~1000次；段数:可分八段测量，也可设为一段模式；通道数：并行三通道；触发电平：0~10 V量程。传感器主要性能指标:传感器采用中斯电子技术研究所研发的垂直振动速度传感器，工作性能如下：①灵敏度：280 mV/cm.s-1；②频率响应范围：0~20 kHz；③误差精度<1‰，三矢量速度传感器分别测量垂直、水平两个方向共三向的振动速度。传感器依据安装方式的不同，可分别测量垂直和水平方向的振动速度，安装时可用石膏粉牢固粘结于地表。

2.3 监测原理

爆破振动波传至传感器时，使传感器产生感生电压输出，感生电压信号超过预设的触发电平值时，爆破振动记录仪开始自动记录传感器输入的振动信号，并将振动波储存在仪器内，关闭电源后也不会丢失。野外监测结束后，通过计算机中专用软件与爆破振动记录仪连接、通讯，可以读取并分析爆破振动波。

仪器由独立的采集模块和一内部计算机系统相连组成，每一模块均含有一个时基控制器和3个采集通道。模块间以时钟、触发总线来同步，可保证各通道同时触发和同时记录。采集通道把采集的数据分别存入各自的存储器中，CPU通过统一的系统总线来存取指定的通道数据，并控制各采集模块的参数和状态。由于每个通道自带12位A/D和存储器，在并行采集时，通道间相差小到可以忽略不计。

2.4 主隧洞口永久建筑物、基坑灌注桩的爆破振动安全标准

根据国家《爆破安全规程》（GB6722-2014）的规定及周边单位的要求，经专家及相关部门论证后提出安全允许标准如下：安能仓库小于2 cm/s（参照表1一般民用建筑物）；加压泵站小于1 cm/s（参照表1运行中的水电站及发电厂中心控制室设备）；距离主洞口最近灌注桩测点小于3 cm/s（参照表1新浇大体积混凝土龄期达到3天标准）。其中加压泵站由于有人员驻扎，按深圳市有人居住的住所1 cm/s控制。由于主隧洞口附近的支护和承重灌注桩尚不具备施工条件，需要对现时工况进行安全评估，确定灌注桩可进行施工作业与主隧洞爆破区域的安全距离。经参建各方研究决定，按照国家《爆破安全规程》（GB6722-2014）中规定的新浇大体积混凝土中龄期达到3天的最高标准进行控制，以确定现有爆破区域距离主洞的距离是否为安全距离（安全标准见表1）。

表1 爆破振动安全允许标准

3 爆破振动监测主洞爆破振速、距离、装药量典型数据分析

本工程从2016年9月28日到12月28日爆破震动监测获得安能仓库爆破振动速度最大值为1.07 cm/s，加压泵站测点爆破振动速度最大值为0.32 cm/s，距离主洞口最近灌注桩测点爆破振动速度最大值为1.0 cm/s。

图1距爆破区域距离

图2爆破振动速度

图3单次爆破总药量

通过分析典型主洞爆破距离、爆破药量和爆破振动速度数据曲线关系图（图1~图3）得出：主洞爆破距离和爆破振动速度基本成反比关系，即爆破距离越大，相应的爆破振动速度越小；爆破药量和爆破振动速度基本成正比关系，即爆破装药量越大，相应的爆破振动速度越大。

4 结论

（1）根据上述监测数据分析，深圳市供水网络盐田支线工程隧洞爆破施工过程中，持续7天监测值均稳定在符合规范振动允许值范围内，爆破振动监测指标小于允许标准要求，爆破施工单位通过采取短进尺、弱爆破和用钢板封堵隧洞口等工程措施，对周边永久建筑物的爆破振动量级小于规定允许值。

（2）根据以往类似工程经验和有关专家意见，结合爆破振动数据分析隧洞爆破距离、爆破药量和爆破振动速度关系最终确定当主洞爆破进尺距离大于80m、单次装药量控制到不大于80kg时，主洞口灌注桩测点处的爆破震动速度小于国家《爆破安全规程》（GB6722-2014）的规定的要求。也就是说当主隧洞爆破进尺80m时，基坑灌注桩方可允许施工，并在爆破施工过程中严格控制单次装药量不大于80kg。

（3）按照最终确定的隧洞爆破最小进尺距离和最大单次装药量，灌注桩施工完成后的检测报告显示基坑灌注桩施工质量符合规范和设计要求，爆破震动未对灌注桩施工质量造成影响。

Monitoring and Analysis of the Influence of Engineering Tunnel Explosion of Yantian Branch Line of the Water Supply Network in Shenzhen

Cui Dehao
（Shenzhen Dongjiang water source engineering management office in Guangdong ProvinceShenzhen 518122, Guangdong）

The article is based on utilization of the traditional explosion method of the drilling and blasting under Water Conveying Tunnel Blasting Construction in Yantian Branch Line of Shenzhen Water Supply Network.The blasting excavation process has influence on surrounding permanent buildings and supports near the main tunnel entrance and loaded filling piles. The blasting vibration recorder was used to monitor the surrounding structures and the construction parts of the pile and got the effective blasting vibration data.According to the relationship among the tunnel blasting distance,the blasting dose and the blasting vibration velocity,then it determined the shortest distance is 80cm,the explosive payload once is not beyond 80kg and meet requirement ofthe specification.

Blastingvibration oftunnel excavation；the vibration monitoringand the influence and analysis

TU991.05

B

1673-9000（2017）03-0053-02

2017-01-18

崔德浩（1980-），男，山东荷泽人，工程师，主要从事水务工程建设管理工作。