开挖爆破振动监测方案(1221).doc
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1、雅砻江桐子林水电站导流明渠及金龙沟料场爆破振动试验与监测方案浙江华东工程咨询有限公司二九年十二月二十日目 录1前言31.1工程概况31.2现场条件31.3振动影响分析41.4降低开挖爆破振动影响的措施52爆破振动控制标准62.1爆破振动特点62.2爆破振动控制标准63监测目的与内容73.1监测目的73.2监测工作内容84开挖爆破振动强度预测与分析84.1爆破振动强度预测方法84.2爆破振动强度预测与分析95爆破振动监测依据106爆破振动监测与试验实施方案106.1测振仪器及安装方法106.2爆破振动监测流程126.3爆破振动监测方法126.4爆破振动试验与监测工作布置187监测工作安排原则20
2、8监测报告及提交219监测费用2110项目组织及人员与设备投入2210.1项目人员投入2210.2项目设备投入2211现场配合与协调2311.1监测单位现场职责2311.2土建承包人配合工作2312类似工程业绩231前言1.1工程概况桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内的雅砻江干流上,是雅砻江干流下游最末一级梯级电站,其上游有多个梯级电站,其中在建的有锦屏一级、锦屏二级、桐子林水电站,已建成的有二滩水电站。桐子林水电站由河床式发电厂房、左右岸挡水坝及泄洪闸等建筑组成,电站总装机为600MW。桐子林水电站右岸有桐雅公路通过,左岸有攀枝花至米易公路通过,电站枢纽上距二滩水电站约18km,下距攀
3、枝花市约28km,电站距成昆铁路桐子林火车站约1km。桐子林水电站永久建筑物布置从左岸至右岸依次为左岸接头挡水坝段(混凝土重力坝)、河床式厂房坝段、泄洪闸坝段、右岸接头挡水坝段。坝顶轴线长度为440.43m,坝顶高程1020.00m,最大坝高71.30m,最大闸高66.50m。桐子林水电站于2004年10月开始筹建,计划2009年11月导流明渠工程开工,2011年10月主体土建工程开工,2015年3月首台机组发电,2016年3月工程竣工。1.2现场条件1.2.1导流明渠施工简况桐子林水电站导流明渠位于河床右岸滩地上,导流明渠开挖占线长约1000m,沿坝轴线长约100m,开挖高差最大约37m,总
4、开挖工程量约115万方。开挖历时3.5个月。导流明渠施工工期紧,工作面狭小,爆破开挖作业与边坡支护、地连墙、新浇混凝土、固结灌浆、围堰高压旋喷等存在同期施工情况,而且爆破开挖区域临近过坝公路及边坡。因此开挖爆破作业对边坡、支护、地连墙、新浇混凝土及固结灌浆等振动影响在所难免。1.2.2导流明渠工程地质简况导流明渠开挖揭露的基岩主要为条痕状混合岩和砂页岩,大多属中硬岩。根据有关资料,不同岩性的爆破振动参数K、参考值见表1.2-1。表1.2-1 不同岩性的K、值参考值一览表岩 性K坚硬岩石501501.31.5中硬岩石1502501.51.8软质岩石2503501.82.0导流明渠爆破开挖范围内大
5、多为类和类岩体,根据经验,试验前的K和经验值可分别取250和1.8。1.3振动影响分析1.3.1导流明渠开挖爆破振动影响分析导流明渠与右岸公路高边坡的最小距离约为15m,导流明渠开挖爆破施工作业将会对邻近的右岸过坝公路、边坡及支护结构产生一定的振动影响。导流明渠开挖爆破振动影响部位见图1.3-1。图1.3-1 导流明渠开挖爆破振动影响部位示意图另外,根据导流明渠施工总体布置,在导流明渠爆破开挖施工期间,边坡支护施工(喷混凝土、锚杆及预应力锚索)、地连墙施工、左导墙浇筑混凝土施工等将陆续开始或尚未完工。因此,导流明渠的开挖爆破施工也会对该部位的其他施工作业或建(构)筑物产生振动影响。1.3.2金
6、龙沟料场开采振动影响分析金龙沟料场为原二滩电站人工骨料场开采剩余部分,位于二滩电站左岸坝肩上游金龙沟谷坡左侧,距二滩大坝和厂房直线距离约800m,距金龙山滑坡体边缘约350m。料场开采爆破将对二滩大坝、厂房造成振动影响,雅砻江桐子林水电站金龙沟人工砂石系统料场开采规划方案咨询意见,大坝和厂房的爆破振动质点允许振速28d1新浇混凝土1.03.02.05.05.010.010.0水电水利工程爆破安全监测规程2灌 浆1.01.52.02.5/3预应力锚索(杆)1.01.55.07.0/4电站机电设备(含仪表、变压器)0.95新浇混凝土1.52.52.55.05.07.07.010.0设计值6灌浆区-
7、1.52.05.0/7预应力锚索(杆)1.01.55.07.0/8公路边坡109二滩大坝及厂房0.510新浇混凝土1.52.02.03.03.05.05.08.0三峡水电站经验值11帷幕及固结灌浆工程1.5CM/S12土石围堰及防渗结构堰体边坡7cm/s,塑性混凝土心墙5cm/s,刚性混凝土心墙3cm/s13锚喷支护结构达到70%设计强度之前20m内不允许爆破;20m之外爆破震动按新浇混凝土标准控制14永久船闸二期边坡微风化=1520cm/s,弱风化花岗岩=1020cm/s,强风化花岗岩10cm/s3监测目的与内容3.1监测目的 (1)通过爆破振动监测与试验,获取爆破振动沿不利断面或不安全方向
8、的振动衰减传播规律,回归计算爆破振动传播公式,估算开挖爆破最大允许药量与安全距离,为确定爆破施工方案与爆破参数提供依据;(2)通过爆破振动监测与试验,评价爆破施工方案和爆破参数的合理性,为控制与优化爆破施工参数提供依据;(3)通过爆破振动监测,测定开挖爆破作业对震动敏感建(构)筑物、岩土体的振动影响程度,并根据相关规范及设计标准,对其安全性作出评估,并为控制或调整爆破参数提供依据。3.2监测工作内容根据开挖爆破施工情况,结合需要重点保护的对象分析,爆破振动试验与监测工作内容包括:(1)测定公路及边坡方向的爆破振动参数,监测导流明渠开挖爆破对过坝公路路面、上下边坡及支护结构(锚杆、预应力锚索)的
9、振动影响。(2)测定地连墙方向的爆破振动参数,监测导流明渠开挖爆破对地连墙施工的振动影响。(3)测定左导墙新浇混凝土方向的爆破振动参数,监测导流明渠开挖爆破对左导墙新浇混凝土的振动影响。(4)测定金龙沟料场爆破振动参数,监测金龙沟料场开采爆破对二滩大坝、厂房及进水口的振动影响。4开挖爆破振动强度预测与分析4.1爆破振动强度预测方法开挖爆破时,决定爆破振动强度的因素很多,但主要是药量和爆心距。用于测算爆破振动强度的公式很多,差异也很大,但目前我国大多采用M.A.萨道夫斯基地震动最大速度经验公式预测爆破振动强度:式中:V为质点最大速度,单位cm/s;Q为齐爆药量,kg;R为爆心距,m;K、为岩石特
10、性、场地等有关的系数。工程区地表基岩裸露,玄武岩质地坚硬,根据工程经验,选用K=250、=1.8(无试验成果,未考虑减振措施及地形等影响)。当取得现场试验数据后,再改用实际参数进行预测。4.2爆破振动强度预测与分析(1)爆破药量与安全距离测算按照规范及设计要求,本工程爆破振动控制标准见表2.2-1。为了解不同振速控制标准情况下的安全距离与最大允许齐爆药量,根据萨道夫斯基公式与经验参数进行测算(K=250,=1.8),预测结果见表4.2-1、表4.2-2。表4.2-1 不同振速控制标准的齐爆药量与安全距离关系预测表序号Vmax=1.5cm/sVmax=2.5cm/sVmax=5.0cm/sVma
11、x=7.0cm/sVmax=10.0cm/s药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)110371028101910161013220462035202420202016330543040302830233018440584044403040254020550645048503250275022660686052603460296024770727054703670307025880748056803880328026990789058903990339027101008010060100401003410028注:(1)因影
12、响质点振动速度的因素较多,经验估算值仅供参考,不作为爆破参数设计依据。(2)齐发爆破为总药量,微差爆破为段最大药量。(3)未考虑减振措施及地形等影响。(2)最大允许爆破药量估算表4.2-2 不同振速控制标准的距离与允许最大齐爆药量估算表序号Vmax=1.5cm/sVmax=2.5cm/sVmax=5.0cm/sVmax=7.0cm/sVmax=10.0cm/s距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)距离(m)药量(kg)1100.2100.5101.5102.6104.72150.7151.6155.0158.81515.83201.6203.6
13、20122020.52037.54253.0257.02523254025735305.53012.530403070301266358.535203564351103520074012403040944016540300845184542451354523545425950245058501855032050580106045601006031560560601000注:同上。 从表4.2-1、表4.2-2可以看出,在临近公路边坡及支护结构等进行导流明渠爆破作业时,对爆破药量的控制是非常严格的,特别在靠近新施工锚杆、锚索及新浇混凝土、灌浆区的爆破作业时应更加注意振动影响。对于金龙沟料场开采爆
14、破,由于至二滩大坝和厂房的距离远,沿途地形及地质条件复杂,振动影响在试验前难以预测。5爆破振动监测依据(1)水利水电工程爆破安全监测规程 (DL T5333-2005); (2)爆破安全规程(GB6722-2003);(3)水工建筑物地下开挖工程施工技术规范(DL/T50991999);(4)水电水利工程爆破施工技术规范DL/T 5135-2001;(5)桐子林水电站基坑及边坡开挖和支护施工技术要求;(6)桐子林水电站一期围堰高压喷射防渗墙施工技术要求;(7)雅砻江桐子林水电站金龙沟人工砂石系统料场开采规划方案咨询意见。6爆破振动监测与试验实施方案6.1测振仪器及安装方法6.1.1测振仪器本次
15、爆破振动监测与试验使用成都中科测控有限公司生产的TC-4850爆破测振仪,每台测振仪有三个通道,可以配置3个单向速度传感器或1个三分量速度传感器或1个三分量加速度传感器。该仪器自带液晶显示屏,现场直接设置各种采集参数,能即时显示波形、峰值和频率。具有16位A/D分辨率,采用自适应量程。通过USB接口与PC电脑进行数据通讯,运用专用软件进行处理分析及成果输出等。见图6.1-1。本次振动监测仪器及传感器均经过检定,各传感器主要参数见表6.1-1。图6.1-1 TC-4850爆破测振仪及振动波形图表6.1-1 各类型传感器主要参数表序号传感器类型传感器编号振动方向灵敏度备注1单向速度传感器08100
16、8铅直27.9 V/m/s测定竖向振动速度208100928.9 V/m/s308101029.1 V/m/s408101329.2 V/m/s508103228.8 V/m/s608103628.0 V/m/s7三分量速度传感器TT0317856X26.480V/m/s测定三分量振动速度8Y27.780 V/m/s9Z21.510 V/m/s10TT0317858X26.620 V/m/s11Y27.116 V/m/s12Z22.067 V/m/s13TT0317914X26.930 V/m/s14Y27.777 V/m/s15Z21.550V/m/s16TT0317852X26.537 V
17、/m/s17Y27.546 V/m/s18Z21.495 V/m/s19TT0317889X26.263V/m/s20Y27.776 V/m/s21Z22.200V/m/s22三分量加速度传感器TT13-0016TT13-0017TT13-0018X/Y/Z0.33V/g测定三分量加速度,备用6.1.2传感器安装方法每台TC-4850爆破测振仪测振仪有三个通道,可同时记录三个测点的单向爆破振动或1个测点的三分量振动。当用于测量竖向振动速度时,可连接3个竖向速度传感器;用于测量三矢量振动速度时,可连接1个三分量速度传感器或1个三分量加速度传感器。传感器与测点表面应紧密连接,用熟石膏将传感器粘结在
18、地表或侧壁,熟石膏固化后粘结在建筑物或基岩表面,以便形成整体振动,保证测试结果正确。在传感器安装时,应清除地表松散物体,测量地表平整度。单向振动速度传感器保持铅直,三矢量振动传感器的Z向铅直,X向指向爆源为水平径向,则Y向为水平切向。为保护传感器免遭飞石损坏,每个传感器应用铁罩或橡胶罩保护。6.2爆破振动监测流程根据项目的要求与特点,结合其他工程实际经验,以优化流程、提高效率、有效控制每一项工序为原则,制订本项目的爆破振动监测流程,并在爆破振动监测过程中不断优化与调整,爆破振动监测工作流程见图6.2-1。6.3爆破振动监测方法6.3.1爆破振动试验根据M.A.萨道夫斯基地震动最大速度经验公式估
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