节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析(1).pdf

第３５卷 第２期 ２０１８年６月 爆 破 ＢＬＡＳＴＩＮＧ Ｖｏｌ． ３５ Ｎｏ． ２ Ｊｕｎ． ２０１８ ｄｏｉ１０． ３９６３／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００１ －４８７Ｘ． ２０１８． ０２． ００６ 节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析* 李继业 １， 蒲朝钦１， 何兴贵２ （１．中交一公局第四工程有限公司， 南宁５３０００３；２．贵州新联爆破工程集团有限公司，贵阳５５０００２） 摘 要 遵义市南部新区新龙快线项目中， 岩体节理裂隙较为发育， 岩层产状为缓倾斜， 倾角约２０， 边坡 的走向和结构面走向夹角较小。爆破施工时， 在上覆岩体重力荷载和爆破振动荷载的共同作用下， 边坡稳定 性难以得到保证。为研究节理岩体边坡爆破振动速度传播规律， 进而采取合理的控制措施， 通过对边坡爆破 振动进行监测， 分析边坡爆破振动衰减特征， 得到不同装药量和爆心距时爆破振动在边坡上的传播规律。研 究结果表明 装药量越大， 距离越小， 振速衰减速度越大； 振速高程放大效应效果与装药量密切相关。对监测 结果进行回归分析与预测， 结合研究结果最后提出合理措施。 关键词 节理裂隙；爆破振动；衰减特征 中图分类号 ＴＤ２３５． ３ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００１ －４８７Ｘ（２０１８）０２ －００３２ －０５ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｊｏｉｎｔｅｄ Ｒｏｃｋ Ｍａｓｓ Ｓｌｏｐｅ ＬＩ Ｊｉ-ｙｅ１，ＰＵ Ｃｈａｏ-ｑｉｎ１，ＨＥ Ｘｉｎｇ-ｇｕｉ２ （１． Ｔｈｅ Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ Ｌｔｄ ｏｆ ＣＣＣＣ Ｆｉｒｓｔ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００３，Ｃｈｉｎａ；２． Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｘｉａｎｌｉａｎ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｘｉｎｌｏｎｇ ｅｘｐｒｅｓｓ ｏｆ Ｚｕｎｙｉ Ｓｏｕｔｈ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，ｔｈｅ ｒｏｃｋ ｊｏｉｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ ａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐ- ｍｅｎｔａｌ，ｗｉｔｈ ｇｅｎｔｌｅ-ｄｉｐｐｉｎｇ ｒｏｃｋ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈ ａｂｏｕｔ ２０ ｄｅｇｒｅｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｋｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｉｋｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐｌａｎｅｓ ａｒｅ ｓｍａｌｌ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒａｖｉｔｙ ｌｏａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ ｒｏｃｋ ｍａｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏａｄ ｉｎ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｊｏｉｎｔｅｄ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｏ ｔａｋｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ，ａｎｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ｂｌａｓｔ ｓｏｕｒｃｅ，ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅｒ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ；ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ． Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｃｏｍ- ｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｊｏｉｎｔ ｆｉｓｓｕｒｅｓ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ 收稿日期２０１８ －０３ －２５ 作者简介李继业（１９７５ －） ， 男， 山东淄博人， 路桥工程师， 主要从事 高速公路技术管理工作， （Ｅ-ｍａｉｌ）６０２５７４７１６＠ ｑｑ． ｃｏｍ。 通讯作者何兴贵（１９９１ －） ， 男， 贵州六枝人， 工程师、 硕士， 主要从事工 程爆破及安全技术研究， （Ｅ-ｍａｉｌ）１１７５１３９９４２＠ｑｑ．ｃｏｍ。 基金项目黔科合人才（２０１６）４０３０号贵州省高层次创新型人才培 养（ 百层次） ； 黔科合高Ｇ字（２０１５）４００４贵州省爆破工 程技术研究中心能力提升平台建设； 黔科合成果［２０１７］ ４７７４２０１７年创新型领军企业再支持 在道路修建过程中， 边坡保护与岩层稳定性控 制一直是爆破施工十分重视的课题， 做好边坡的保 护不仅对施工期间的安全提供保障， 也为避免后期 的山体滑坡等自然灾害的控制奠定基础。对于边坡 爆破振动传播规律和稳定性控制， 陈思远、 余敏、 欧 阳建华通过数值模拟和现场验证， 研究了采矿深度 万方数据 影响下爆破振动速度的传播规律［ １-４］， 结果表明 地 下开采相较于露天开采来说， 质点振动速度衰减更 缓慢， 随着爆心距的增大振动速度放大效应消失， 但 仍呈现衰减效应。梁双庆等人利用振动台模型试验 研究碎石土斜坡动力响应规律和变形破坏特征［ ５-９］。 然而， 以上研究主要是针对完整岩体或具有软弱夹 层的岩体， 从而得到爆破地震波在边坡上的传播特 征。对于具有节理组的岩体， 由于受节理组的多个 结构面和软弱夹层的影响， 影响爆破地振波的传播 规律， 运用以上研究结果不能很好的解释边坡响应 特征及稳定性措施的采取。因此， 对于具有节理组 的岩体， 通过爆破振动监测并进行分析及预测， 最后 根据边坡质点爆破振动响应特征采取控制措施， 将 对边坡爆破施工采取安全技术措施提供一定基础。 本研究以遵义市南部新区新龙快线项目为依 托， 从控制边坡的稳定性实现安全施工的角度出发， 通过现场爆破振动监测， 并进行分析和预测， 研究在 节理裂隙及高程的影响下爆破振动的衰减规律， 综 合分析安全性和施工进度采取合理的爆破技术措 施， 从而为爆破施工安全施工提供参考依据。 １ 工程概况 １． １ 基本概况 遵义市南部新区新龙快线项目是遵义市新蒲新 区至南部新区快速通道， 起于南部新区深溪镇与新 蒲新区新蒲镇的交界湘江河南岸， 止于南部新区龙 坪镇。道路大体呈南北走向，与Ｇ６５杭瑞高速立 交， 从Ｇ６５下穿进入深溪， 为城市一级主干道， 双向 １０车道，道路全场８． １５６ ｋｍ，土石方开挖总量约 ３２０万ｍ３， 主要集中在Ｋ３ ＋５２０Ｋ３ ＋９２０和Ｋ５ ＋ ９００Ｋ７ ＋７００两段。Ｋ３ ＋５２０Ｋ３ ＋９２０周围环境 复杂， 地质条件多变， 为本工程较为困难的区域； 其 中， 新龙快线与Ｇ６５高速相对位置图见图１。 图１ 爆破开挖段平面图 Ｆｉｇ． １ Ｐｌａｎｅ ｍａｐ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ １． ２ 重点难点分析 Ｋ３ ＋ ５２０Ｋ３ ＋ ９２０开挖区域内南面以强风化 薄层泥质灰岩和泥质页岩为主， 岩层产状为缓倾斜， 倾角约２０， 走向为东南方向， 岩石层理产状图见 图２， 岩石层理产状示意图见图３。开挖区内无地表 水体， 雨后降水沿层理进入炮孔内。对于保护边坡 的安全， 长沙矿冶研究院曾建议矿山工程中稳定边 坡坡脚允许爆破振动速度为３５ ～４５ ｃｍ／ ｓ， 较稳定边 坡坡脚允许爆破振动速度为２８ ～ ３５ ｃｍ／ ｓ， 不稳定 边坡坡脚允许爆破振动速度为２２ ～２８ ｃｍ／ ｓ［ １０］。而 根据 爆破安全规程（ＧＢ ６７２２２０１４）规定［ １１］， 永 久岩质边坡的安全允许振动速度为５ ～１５ ｃｍ／ ｓ（具 体见表１） ， 同时指出振速的选择应综合考虑边坡的 重要性、 边坡的初始稳定性、 支护状况和开挖高度等 条件。显然， 本工程中受到岩体结构面和岩石性质 的影响， 采用规程中的数值作为控制标准， 难以确保 边坡的安全性。因此， 分析节理岩体边坡振速传播 规律， 并结合爆破振动检测结果， 及时采取控制措施， 严格控制爆破振动的大小， 防止滑坡现象的发生。 表１ 边坡爆破振动安全允许标准 Ｔａｂｌｅ １ Ｓａｆｅｔｙ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅ ｉｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ 保护对象 类别 ｆ≤１０ Ｈｚ 安全允许质点振动速度Ｖ／（ｃｍｓ －１） １０ Ｈｚ ＜ ｆ≤５０ Ｈｚｆ ＞５０ Ｈｚ 永久性岩石 高边坡 ５ ～９８ ～１２１０ ～１５ 图２岩石层理产状图 Ｆｉｇ． ２ Ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｅｄｄｉｎｇ ２ 爆破振动高程放大效应与装药量和 爆心距关系的探讨 在边坡爆破开挖过程中， 随着边坡高度的增加， 爆破振动速度呈现先减小后增加， 最后再减小的趋 势， 根据研究结果表明， 反映高程放大效应的爆破振 ３３第３５卷 第２期 李继业， 蒲朝钦， 何兴贵 节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析 万方数据 动速度公式［ １２］， 见式（ １） 。 Ｖ ＝ Ｋ ３ 、Ｑ J ｒ β１ Ｈ J ｒ β２ （１） 式中Ｋ、β１爆破场地条件、 地质条件有关的系 数；β２为高程差影响系数；ｒ为爆源距， 即爆源中心 与测点的距离，ｍ；Ｈ为测点与爆心之间的相对高 差，ｍ；Ｑ为爆破最大段药量，ｋｇ。根据爆破施工现 场条件做爆破试验， 测出爆破振动速度、 爆源距离、 测点与爆源的高程差， 再加上已知的最大段药量， 通 过数据回归分析， 推导出场地系数Ｋ、 衰减系数β１、 高程差影响系数β２。 图３ 岩石层理产状示意图 Ｆｉｇ． ３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｅｄｄｉｎｇ 根据反映高程放大效应的公式可知， 当边坡坡 度一定时，Ｈ／ ｒ为常数， 振速的大小变化情况取决于 ３ 、Ｑ／ ｒ， 假设ｆ（ Ｑ，ｒ）＝ ３ 、Ｑ／ ｒ， 将ｆ（ Ｑ，ｒ） 看做自变量为 Ｑ和ｒ的函数， 因此振速ｖ的大小取决于函数ｆ（Ｑ， ｒ） 的大小， 对其求导数得式（２） 。 ｆ ′ Ｑｒ（ Ｑ，ｒ）＝ １ ３ｒ ３ Ｑ、 ２ － ３ 、Ｑ ｒ （２） 令ｆ ′ Ｑｒ（ Ｑ，ｒ）＞０， 得ｒ ＞３Ｑ， 此时ｆ（Ｑ，ｒ） ， 即 ①当ｒ ＜ ３ 、Ｑ时， ｆ ′ Ｑｒ（ Ｑ，ｒ）＜０，ｆ（Ｑ，ｒ）＞１， 同时 ｆ（Ｑ，ｒ） 逐渐减小， 若β１＞１， 则爆破振动速度随着距 离的增大逐渐减小。 ②当 ３ Ｑ、 ２ ＜ ｒ ＜３Ｑ时，ｆ ′ Ｑｒ（ Ｑ，ｒ）＜０，ｆ（Ｑ，ｒ）＜ １， 若β１＞１， 此时爆破振动速度随着距离的增大而 增大。 ③当ｒ ＞３Ｑ时，ｆ ′ Ｑｒ（ Ｑ，ｒ） ，ｆ（Ｑ，ｒ）＞１， 若β１＞ １， 此时， 随着距离的增大， 爆破振动速度逐渐减小。 综上可知， 爆破振动放大效应的结果跟装药量 和爆心距密切相关， 当边坡坡度一定，ｒ ＝ ３Ｑ时， 爆 破振动由于高程放大效应而出现放大峰值； 因此， 在 边坡保护过程中， 应该结合爆破振动传播规律选择 合适的位置进行监测， 严格控制爆破振动大小， 及时 根据监测结果调整最大单响药量， 这样方能有效的 对边坡各个位置进行保护。 ３ 边坡质点爆破振动衰减特征与稳定 性控制分析 爆破开挖时， 爆破振动在边坡上具有非线性趋 表效应， 同时在马道上具有鞭梢效应， 造成在爆破时 受到爆破振动荷载的加载和爆炸能量对边坡的破 坏， 随着工作面的不断下降， 在后期爆破时， 由于爆 破振动的高程放大效应的作用， 边坡面岩石的脱落， 对边坡施工安全带来威胁。 ３． １ 爆破振动监测 遵义市南部新区新龙快线项目爆破施工工程 中， 爆破参数为台阶高度为４． ５ ～ ９ ｍ；孔径为 ９０ ｍｍ， 采用φ ７０ ｍｍ药卷连续装药， 堵塞长度３ ｍ， 排距为３ ｍ ２． ５ ｍ， 采用单孔单响。孔间采用ＭＳ３ 段低段雷管连接，排间传爆雷管选择ＭＳ５段 （１１０ ｍｓ） ， 孔内起爆雷管的段位为ＭＳ１３， 为了更能 反映日常爆破施工， 选取装药量分别设置为１０ ｋｇ、 ２０ ｋｇ、３０ ｋｇ、４０ ｋｇ， 对各测点振速进行监测。 根据爆破振动在边坡上传播的响应特征， 选择 不同的位置对会对分析产生影响， 当采用爆破振动 安全标准判别当次爆破开挖的爆破响应时， 为避免 边坡形状带来影响， 宜将爆破监测点布置在马道内 侧［ １３，１４］。结合本工程的实际情况， 在确保安全的情 况下， 选取马道内测作为监测点， 对应的爆心距分别 为７ ｍ、１７． ５ ｍ、２８ ｍ、３８． ８ ｍ、４２． ５ ｍ， 本次振动监 测布置图见图４， 监测点与爆心的相对位置见表２， 选好布置点后， 进行多次爆破实验， 并对爆破振动进 行监测， 记录装药量和参数， 并统计各测点的三向振 速峰值中的最大值， 见表３。 图４ 监测点布置图（ 单位ｍ） Ｆｉｇ． ４ Ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ（ｕｎｉｔｍ） ４３爆 破 ２０１８年６月 万方数据 表２ 监测点信息 Ｔａｂｌｅ ２ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ 爆心距１＃２＃３＃４＃５＃ 水平／ ｍ５１２１９２６２８ 垂直／ ｍ５１３２１２９３２ 表３ 爆破振动速度监测数据 Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ 次 数 药量／ ｋｇ １＃ 振速／ （ｃｍｓ －１） ２＃ 振速／ （ｃｍｓ －１） ３＃ 振速／ （ｃｍｓ －１） ４＃ 振速／ （ｃｍｓ －１） ５＃ 振速／ （ｃｍｓ －１） １１０７． ９２３． ０３２． ０５１． ３５０． ８３ ２２０１０． ４７５． ０９２． ７１１． ５７１． ０２ ３３０１２． ３３６． ０３３． ３４１． ８８１． １６ ４４０１３． ８５６． ５５３． ５２２． ０３１． ３３ ３． ２ 实验结果分析及边坡稳定性控制 ３． ２． １ 实验结果分析 为了分析爆破振动速度随装药量和距离的变化 关系， 根据表３， 得到振速变化情况见图５ ～图６。 图５ 振速随爆心距变化的关系 Ｆｉｇ． ５ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｔｏｎａｔｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ 由图５可知， 当装药量一定的条件下， 爆破振动 速度随着距离的增大而减小；当爆心距一定的条件 下， 随着装药量的增大， 衰减速度增大。通过计算， 相同的爆心距情况下， 装药量从１０ ｋｇ增大到４０ ｋｇ 时， 振速衰减值（１ ＃测点与５ ＃测点的差值）从 ７． ０９ ｃｍ／ ｓ增大到１２． ５２ ｃｍ／ ｓ。装药量的增大也增 加了振速衰减速度， 且两种装药量情况下１＃测点和 ５＃测点的振速变化值分别为５． ９３ ｃｍ／ ｓ、０． ５ ｃｍ／ ｓ。 显然， 装药量越大， 距离越小， 振速衰减速度越大。 图６ 振速随装药量的变化关系 Ｆｉｇ． ６ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｄｒｕｇ ｌｏａｄｉｎｇ 由表３可知，在２＃监测点中，当装药量Ｑ ＝ １０ ｋｇ时， 振速峰值为３． ０３ ｃｍ／ ｓ， 当装药量Ｑ ＝２０ ｋｇ 时， 振速峰值为５． ０９ ｃｍ／ ｓ。在３＃监测点中， 当装药 量Ｑ ＝１０ ｋｇ时， 振速峰值为２． ０５ ｃｍ／ ｓ， 当装药量 Ｑ ＝２０ ｋｇ时， 振速峰值为２． ７１ ｃｍ／ ｓ。通过图５可 以看出， 当装药量为１０ ｋｇ时， 在３＃测点（对应的距 离为２８ ｍ） 处爆破振动速度出现局部放大， 但其放 大效果不明显， 而装药量为３０ ｋｇ和４０ ｋｇ时， 难以 看出放大效果， 因此振速放大效应与装药量有关。 ３． ２． ２ 爆破振动速度传播规律回归分析与预测 为了进一步研究爆破振动在边坡上的衰减特 征， 选取一组数据对爆破振动速度进行回归分析与 预测， 其监测数据见表４。 表４ 各监测点爆破振动速度值 Ｔａｂｌｅ ４ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｔ ｅａｃｈ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔ 测点 径向 垂向 切向 振速峰值／ （ｃｍｓ －１） 主频 ／ Ｈｚ 振速峰值／ （ｃｍｓ －１） 主频 ／ Ｈｚ 振速峰值／ （ｃｍｓ －１） 主频 ／ Ｈｚ １＃７． ２５３７． ３７． ９２３９． ５６． ８１３１． ９ ２＃２． ５８２２． ３３． ０３２４． ２２． ２３２１． ５ ３＃１． ４５１９． ７２． ０５１８． ６１． １５２２． １ ４＃０． ９９１４． ２１． ３５１１． ９０． ７７１８． ３ ５＃０． ６３１２． ８０． ８３１５． ３０． ４３１４． １ 为了选择更为合理的对爆破振动进行控制， 利 用高程放大效应公式（１） ， 对爆破振动进行回归分 析与预测， 根据分析结果， 采取合理的技术措施， 达 到保护边坡的目的。对边坡开挖实测爆破振动数据 的地表测点进行回归分析， 得到式（３）～式（５） ５３第３５卷 第２期 李继业， 蒲朝钦， 何兴贵 节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析 万方数据 水平径向 Ｖ ＝ ４７． ９ ３ 、Ｑ J ｒ １． ３０ Ｈ J ｒ ０． ８９８ （３） 垂直方向 Ｖ ＝ ３３． １ ３ 、Ｑ J ｒ １． １４ Ｈ J ｒ ０． ０８ （４） 水平切向 Ｖ ＝ ５４． ６ ３ 、Ｑ J ｒ １． ４５ Ｈ J ｒ ０． ９１ （５） 根据回归分析结果可知， 以上公式中对应于式 （２） 中的β１＞１， 根据对反映高程效应的爆破振动速 度预测公式的分析， 爆破振动速度在ｒ ＝ ３Ｑ处具有 一定放大效果， 根据监测结果可知， 当Ｑ ＝１０ ｋｇ，ｒ ＝ ２８ ｍ时， 爆破振动速度存在局部放大效应现象， 但 由于节理岩体结构面的影响， 振速衰减较快， 导致放 大效应不明显。 ３． ２． ３ 爆破技术措施分析 从爆破施工安全性方面来说， 爆破振动的控制 是确保边坡稳定性的重要因素。基于从爆破振动三 要素控制爆破振动的危害性是保证安全施工的前 提， 从爆破施工进度方面进行考虑， 单次起爆药量越 多， 施工进度越快， 而对于爆区面积一定的情况下， 单孔药量越多， 施工进度越快。显然， 施工进度和爆 破振动存在一定的矛盾关系， 合理地采取措施有利 于边坡的保护和施工进度的加快。综合实验分析结 果， 爆心距和最大单响药量的大小影响爆破振动在 边坡上的传播规律， 装药量越大， 距离越小， 振速衰 减速度越大， 但对于具有节理组结构面的边坡， 高程 放大效应不明显； 因此， 对于节理裂隙岩体边坡爆破 振动的控制， 应严格控制坡脚爆破振动速度大小。 由于本工程节理裂隙岩体控制标准未确定， 为了保 证边坡各个位置的稳定性， 应实时监测爆破振动和 边坡滑移量， 得出其对应关系， 并通过爆破振动预测 公式对爆破振动进行预测， 严格控制爆破振动大小， 从而实现边坡的稳定性控制。同时采用预裂爆破、 控制最大单响药量， 具体参数应根据实际振动控制 效果进行优化， 以达到保护边坡的目的。 ４ 结论及建议 遵义市南部新区新龙快线项目边坡岩体节理裂 隙发育， 爆破开挖时完整性较差， 稳定性难以控制， 受到结构面的影响， 振速衰减特征发生改变， 爆破振 动速度存在高程放大效应但不明显。 （１） 爆破振动速度在节理裂隙发育的边坡上存 在高程放大效应， 根据实验监测结果， 振动响应情况 与最大单响药量和爆心距有关， 但由于节理裂隙结 构面的存在使放大效果不明显。 （２） 节理裂隙较为发育的边坡， 通过减小装药 量来保护边坡的完整性， 结合不同边坡高度， 改变装 药量， 以达到提高施工进度的目的。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］ 陈思远， 周传波， 蒋 楠， 等．露天转地下采深影响下 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Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１６，３７（１） １３３-１３９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［５］ 梁双庆， 苏立君， 王 洋．不同坡面角度碎石土斜坡动 力响应特征研究［Ｊ］．振动与冲击，２０１６，３５（２１） １５３- １５８． ［５］ ＬＩＡＮＧ Ｓｈｕａｎｇ-ｑｉｎｇ，ＳＵ Ｌｉ-ｊｕｎ，ＷＡＮＧ Ｙａｎｇ． Ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｇｒａｖｅｌ ｓｏｉｌ ｓｌｏｐｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｈｏｃｋ， ２０１６，３５（２１） １５３-１５８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［６］ 张西良， 仪海豹， 辛国帅， 等．高程对某露天矿边坡爆破振 动传播规律的影响［Ｊ］．金属矿山，２０１７（７） ５５-５９． （下转第１１３页） ６３爆 破 ２０１８年６月 万方数据 装药、 堵塞和压渣结构及拆除爆破方法．中国 发明专 利号ＺＬ２０１４１０４３９３５４６［Ｐ］． ２０１６-０１-０６． ［８］ ＣＨＥＮＧ Ｄａ-ｃｈｕｎ，ＹＥ Ｊｉａｎ-ｊｕｎ，ＤＯＮＧ Ｘｉａｏ-ｋｅ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｕｐ- ｐｏｒｔｉｎｇ ｂｅａｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ，ｈｏｌｅ ｐｌｕｇｇｉｎｇ， ａｎｄ ｆｌｙｉｎｇ ｒｏｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ． ＣｈｉｎａＩｎｖｅｎｔｉｏｎ Ｐａ- ｔｅｎｔ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＺＬ２０１４１０４３９３５４６［Ｐ］． ２０１６-０１-０６． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［９］ 叶建军， 程大春， 詹小杰， 等．基坑支撑梁轴向预埋孔 爆破拆除技术［Ｊ］．爆破，２０１７，３４（２） ７４-７９． ［９］ ＹＥ Ｊｉａｎ-ｊｕｎ，ＣＨＥＮＧ Ｄａ-ｃｈｕｎ，ＺＨＡＮ Ｘｉａｏ-ｊｉｅ． Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｔ-ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｅａｍｓ ｂｙ ｐｒｅ- ｂｕｒｉｅｄ ａｘｉａｌ ｐｉｐｅｓ ｂｌａｓｔ ｈｏｌｅｓ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１７，３４（２） ７４-７９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１０］ 叶建军， 刘应元， 程大春．大面积或大体积混凝土预 埋炮孔布置方式及拆除爆破方法．中国 发明专利号 ＺＬ２０１５１０３７６８３４． ７［Ｐ］． ２０１７-０１-１１． ［１０］ ＹＥ Ｊｉａｎ-ｊｕｎ，ＬＩＵ Ｙｉｎｇ-ｙｕａｎ，ＣＨＥＮＧ Ｄａ-ｃｈｕｎ． Ｔｈｅ ｌａｙ- ｏｕｔ ｏｆ ｐｒｅ-ｂｕｒｉｅｄ ｐｉｐｅｓ ａｓ ｂｌａｓｔ ｈｏｌｅｓ ｉｎ ｍａｓｓ ｏｒ ｌａｒｇｅ ａｒ- ｅａ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ． Ｃｈｉｎａ Ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ Ｐａｔｅｎｔ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＺＬ２０１５１０３７６８３４． ７ ［Ｐ］． ２０１７-０１-１１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１１］ 叶建军， 程大春．建筑物拆除爆破柔性防护系统．中 国 发明专利号ＺＬ２０１４１０４４６０１０． ８［Ｐ］． ２０１６-０８-２４． ［１１］ ＹＥ Ｊｉａｎ-ｊｕｎ，ＣＨＥＮＧ Ｄａ-ｃｈｕｎ． Ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｂｌａｓｔｉｎｇ． ＣｈｉｎａＩｎｖｅｎｔｉｏｎ Ｐａｔｅｎｔ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＺＬ２０１４１０４４６０１０． ８［Ｐ］． ２０１６- ０８-２４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１２］ 叶建军， 胡其志， 肖衡林， 等．拆除爆破防尘防护网． 中国 实用新型专利号ＺＬ２０１５２１０３３２７３． ２［Ｐ］． ２０１６- ０５-０４． ［１２］ ＹＥ Ｊｉａｎ-ｊｕｎ，ＨＵ Ｑｉ-ｚｈｉ，ＸＩＡＯ Ｈｅｎｇ-ｌｉｎ，ｅｔ ａｌ． Ｄｕｓｔ ｃｏｎ- ｔｒｏｌ ａｎｄ ｓａｆｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｎｅｔ ｆｏｒ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｂｌａｓｔｉｎｇ． Ｃｈｉ- ｎａＵｔｉｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌ Ｐａｔｅｎｔ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＺＬ２０１５２１ ０３３２７３． ２［Ｐ］． ２０１６-０５-０４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１３］ 刘清荣．控制爆破［Ｍ］．北京 中国铁道出版社，１９８１． （上接第３６页） ［６］ ＺＨＡＮＧ Ｘｉ-ｌｉａｎｇ，ＹＩ Ｈａｉ-ｂａｏ，ＸＩＮ Ｇｕｏ-ｓｈｕａｉ，ｅｔ ａｌ． Ｉｎｆｌｕ- ｅｎｃｅ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｌａｗ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ａｎ ｏｐｅｎ-ｐｉｔ ｍｉｎｅ［Ｊ］． Ｍｅｔａｌ Ｍｉｎｅ，２０１７（７） ５５-５９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［７］ 杨长卫， 张建经， 刘飞成．双面岩质高陡边坡加速度高 程放大效应的时频分析方法［Ｊ］．岩石力学与工程学 报，２０１４，３３（Ｓ２） ３６９９-３７０６． ［７］ ＹＡＮＧ Ｃｈａｎｇ-ｗｅｉ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ-ｊｉｎｇ，ＬＩＵ Ｆｅｉ-ｃｈｅｎｇ． Ｔｉｍｅ-ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｓｔｅｅｐ ｈｉｌｌ ｗｉｔｈ ｔｗｏ-ｓｉｄｅ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅｓ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉ- ｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，３３（Ｓ２） ３６９９-３７０６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［８］ 陈 明， 卢文波， 李 鹏， 等．岩质边坡爆破振动速度 的高程放大效应研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报， ２０１１，３０（１１） ２１８９-２１９５． ［８］ ＣＨＥＮ Ｍｉｎｇ，ＬＵ Ｗｅｎ-ｂｏ，ＬＩ Ｐｅｎｇ，ｅｔ ａｌ． Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉ- ｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅ ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ- ｉｎｇ，２０１１，３０（１１） ２１８９-２１９５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［９］ 蒋 楠， 周传波， 平 雯， 等．岩质边坡爆破振动速度 高程效应［Ｊ］．中南大学学报（自然科学版） ，２０１４， ４５（１） ２３７-２４３． ［９］ ＪＩＡＮＧ Ｎａｎ，ＺＨＯＵ Ｃｈｕａｎ-ｂｏ，ＰＩＮＧ Ｗｅｎ，ｅｔ ａｌ． Ａｌｔｉｔｕｄｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩ- ＥＮＣＥ ＥＤＩＴＩＯＮ） ，２０１４，４５（１） ２３７-２４３．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１０］ 刘美山， 吴从清， 张正宇．小湾水电站高边坡爆破震 动安全判据试验研究［Ｊ］．长江科学院院报，２００７， ２４（１） ４０-４３． ［１０］ ＬＩＵ Ｍｅｉ-ｓｈａｎ，ＷＵ Ｃｏｎｇ-ｑｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ-ｙｕ． Ｅｘ- ｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｊｕｄｇｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙｉｎ ｈｉｇｈ ｓｌｏｐｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｘｉａｏｗａｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，２００７，２４（１） ４０-４３．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１１］ 中华人民共和国国家标准编写组． ＧＢ６７２２-２０１４爆破 安全规程［Ｓ］．北京 中国标准出版社，２０１５． ［１１］ Ｔｈｅ Ｐｅｏｐｌｅ′ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｗｒｉｔ- ｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ． ＧＢ６７２２-２０１４ Ｓａｆｅｔｙ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ［Ｓ］． ＢｅｉｊｉｎｇＣｈｉｎａ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒｅｓｓ，２０１５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１２］ 唐 海， 李海波．反映高程放大效应的爆破振动公式 研究［Ｊ］．岩土力学，２０１１，３２（３） ８２０-８２４． ［１２］ ＴＡＮＧ Ｈａｉ，ＬＩ Ｈａｉ-ｂｏ． Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕ- ｌａ ｏｆ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１１，３２（３） ８２０-８２４．（ｉｎ Ｃｈｉ- ｎｅｓｅ） ［１３］ 胡英国， 吴新霞， 赵 根， 等．水工岩石高边坡爆破振 动安全控制标准的确定研究［Ｊ］．岩石力学与工程学 报，２０１６，３５（１１） ２２０８-２２１６． ［１３］ ＨＵ Ｙｉｎｇ-ｇｕｏ，ＷＵ Ｘｉｎ-ｘｉａ，ＺＨＡＯ Ｇｅｎ，ｅｔ ａｌ． Ｄｅｔｅｒｍｉｎａ- ｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅｓ ｕｎｄｅｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎ- ｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，３５（１１） ２２０８-２２１６．（ｉｎ Ｃｈｉ- ｎｅｓｅ） ［１４］ 付 波， 胡英国， 卢文波， 等．岩石高边坡爆破振动局 部放大效应分析［Ｊ］．爆破，２０１４，３１（２） １-７，４６． ［１４］ ＦＵ Ｂｏ，ＨＵ Ｙｉｎｇ-ｇｕｏ，ＬＵ Ｗｅｎ-ｂｏ，ｅｔ ａｌ． Ｌｏｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉ- ｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｉｇｈ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１４，３１（２） １-７，４６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ３１１第３５卷 第２期 程大春， 叶建军， 汪腊香， 等 钢筋混凝土梁柱轴向预埋孔长袋水耦合精确装药爆破拆除技术 万方数据