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山区高速公路边坡光面爆破安全监测技术


山区高速公路边坡光面爆破安全监测技术 [摘要]在爆破荷载作用下,不同地质构造岩体边坡失稳模式存在较大差异, 现有安全阀值研究尚不具有普遍性意义;依托黄衢高速公路边坡爆破工程实践, 提出针对不同类型岩石边坡光面爆破安全控制标准, 对山区高速公路边坡光面爆 破安全监测具有指导意义。 [关键词] 山区高速公路光面爆破安全监测技术 随着我国交通建设的飞速发展,对公路边坡施工要求越来越严格,边坡施工 中如果爆破控制不当, 不单对所爆破的边坡工程稳定性有较大的影响,对周围环 境也会产生有害效应,一般的爆破危害包括:爆破震动、爆破飞石、爆破有害气 体、爆破噪声等。近年来,光面爆破技术在山区高速公路边坡施工中得到了越来 越广泛的应用。 对于爆破安全的控制,目前由于未针对不同的地质构造进行分类 和区分, 现有的安全阈值研究尚不具有普遍性意义。 事实上, 在爆破荷载作用下, 不同地质构造岩体边坡的失稳模式存在较大差异, 边坡的安全阈值也应该有所不 同。 本文依托黄衢高速公路边坡爆破工程实践经验,总结出针对不同类型的岩石 边坡的光面爆破安全控制标准。 1 边坡光面爆破的监测 1.1 监测的主要内容和方法 (1)爆破时的地表质点振动速度和坡体内质点振动速度的实时监测 以质点振动速度监测为主, 在分析监测成果的基础上,提出爆破安全控制标 准,回归出爆破震动衰减规律,随着爆破开挖高程的降低,对爆破安全控制标准 和爆破震动衰减规律进行修正。 (2)爆破前后的声波对比测试 声波在岩体中的传播速度取决于岩体的密度、弹性模型、风化程度以及结构 面发育程度等地质条件,通过波速测试可得到岩体质量的相关信息。 (3)边坡的静态变形观测 对爆破振动试验区或附件的静态预埋观测仪器(主要是采用多点位移计) , 进行爆破前后对比读数, 该数值变化一方面可评价爆破震动造成的影响程度,同 时也将其与岩体开挖卸载后引起的变形及应力变化作比较, 对比分析爆破与岩体 开挖卸载影响的大小及关系。 (4)爆破前后的对比宏观调查和巡视检查 除依靠目视、耳听、手摸外,还应携带一些简单工具,如钢尺、地质锤、放 大镜、 石芯试纸、 照相机等进行宏观调查。 目的是研究对边坡的保护和减振情况, 以确定爆破安全控制标准, 研究和掌握不同爆破条件、地形和地质情况下爆破震 动衰减规律,以确定施工中的爆破参数、装药结构及起爆方式和网络,以安全监 测的反馈分析为主, 及时调整爆破参数和施工工艺, 确保施工质量和边坡的安全。 针对黄衢高速公路边坡爆破情况, 主要采用了边坡爆破质点监测和爆破前后 对比调查两种手段。 1.2 监测仪器与传感器选择 爆破振动测量系统主要由振动传感器,振动记录仪。电脑和输出设备四部分 组成。目前爆破振动记录仪类型很多,其中具有代表性的爆破振动测试仪器有 MNI-SEISⅡ型小型数字式爆破地震仪、 DSVM 系列爆破振动测试仪、 INV303/306 型智能信号采集处理分析系统、 Strata Visor NZ 地震仪、 TOPBOX 爆破自记仪等。 经过对比这几类爆破振动测试仪器,该项目最终采用了 TOPBOX 爆破记录仪进 行采集和处理数据,如图 1 所示。 传感器采用的是由四川托普测控技术有限公司生产的水平检波器 PSH-4.5B 和垂直检波器 PS-4.5B 接受振动波形,其灵敏度为 28mv/mm/s,如图 2 所示。 爆破振动信号具有持续时间短、突变快等特点,属于非平稳信号,其分析技 术 (包括相应的分析仪器) 的发展主要依靠信号分析数学方法的进步以及研究者 对爆破振动信号认识的深刻程度

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