新悬钟隧道临近既有隧道爆破技术毕业论文.docx

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
目录
摘要 2
一、工程概况： 3
二、安全要求： 3
三、风险控制总体安全技术方案： 3
四、 爆破方案： 3
1、安全用药量 3
2、非电毫秒雷管的选用 3
3、初步选择每循环进尺 3
4、 微振爆破钻爆设计 3
5、新悬钟隧道与既有悬钟隧道边墙距离大于30m爆破施工 3
6 爆破控制要点 3
7质量控制要点 3
五、试爆方案及试爆防护方案 3
1、试爆方案 3
⑴试验段选择 3
⑵试验段的意义 3
⑶试验段方案 3
2试爆防护方案 3
⑴炮位覆盖措施 3
六、爆破振动监控内容及技术路线 3
1 监控内容 3
2、既有隧道监控断面布置 3
3、监测物理量 3
4、监测设备 3
5、监测方法 3
6、 监测数据的处理 3
6.1观测数据记录 3
6.2 测试数据处理 3
7、 监测联控联动机制 3
七、试爆结论： 3

摘要
在与既有隧道的间距很小的情况下进行新隧道的开挖爆破，应不影响线路的正常运营，为此必须采取一系列控制爆破震动的技术措施。本文论述了所采取的各种减震措施，其中包括开挖顺序、掏槽形式、循环进尺的确定以及周边空孔的设置等。此外，还介绍了爆破震动监测。
关键词：临近既有线 隧道爆破 振动监测 技术

新悬钟隧道临近既有悬钟隧道爆破论文
摘要：在与既有隧道的间距很小的情况下进行新隧道的开挖爆破，应不影响线路的正常运营，为此必须采取一系列控制爆破震动的技术措施。本文论述了所采取的各种减震措施，其中包括开挖顺序、掏槽形式、循环进尺的确定以及周边空孔的设置等。此外，还介绍了爆破震动监测。
一、工程概况：
新悬钟隧道位于邯郸市涉县悬钟车站小里程方向，起止里程为左DK122+877~左DK122+764，全长887m，为单线隧道，隧道左DK122+070.47~左DK122+525.58段位于半径为800m的右偏曲线上，曲线长度为455.11m，其余地段位于直线段上，隧道位于9‰的上坡，最大埋深约222.86m，隧道位于中山，地形起伏较大，悬崖陡立，距离既有线较近，隧道进口表层为黄土，坡度约为30°，上侧有大片树木和耕地；下侧：约100m处为阳索公路，有多处耕地及电杆：左侧约300m处为索堡镇；出口表层为黄土，有露基岩，坡度50°，本隧道位于既有悬钟隧道左侧，与既有悬钟隧道并行，隧道进出口距离既有线约29m。
既有悬钟隧道概况：
1、既有悬钟隧道起止里程为K121+923.91~K122+776.33，隧道全长852.43m。
2、既有悬钟隧道K121+923.91~K122+235及K121+425~K122+776.33段渗水严重，进出口附近有滴水现象；
3、既有悬钟隧道1975年开工建设，1982年土建完成，1984年通车。
二、安全要求：
由于既有悬钟隧道边墙均由片石砌筑，且长年受渗水及冻害影响，因而该隧道的抗震性能较差。新建隧道与既有悬钟隧道之间相邻线间距29~98m不等。由于新旧隧道之间间距较小，在开挖新隧道时，只有采用控制爆破技术，才能确保既有隧道的衬砌和线路免受爆破震动的危害。根据设计图纸要求，隧道施工中爆破震速按照＜4cm/s控制爆破设计。
三、风险控制总体安全技术方案：
1、本隧道应用微振控制爆破，正式施工前进行试爆，试爆时要与设备管理单位提前联系，利用天窗点进行，试爆期间车站设置驻站联络员，以便掌握列车运行间隔时间，现场配备专职安全员、安全防护员。
2、悬钟隧道出口爆破期间在爆破危险区内设置安全警戒哨，保证所有通路处于监控范围内，防止人员、机械误入。安全警戒范围不小于200m，并设专人统一指挥。
3、试爆时通过监测振速，查看既有线隧道洞内结构变化和设备运作情况优化爆破参数，在保证既有线安全的情况下，确定爆破参数。
4、试爆前由兰州交通大学在既有线隧道内布设振速监测点，试爆期间由兰州交通大学指派专业人员进行爆破振速监测，并邀请设备管理单位参加，根据监测结果，进行数据分析，优化爆破参数。
5、悬钟隧道临近既有线，暗洞在实际施工时要严格按照微振爆破和光爆参数来指导钻爆施工，控制每段别雷管最大齐爆药量爆破产生的振动速度。
6、隧道开挖围岩等级、开挖方法、最大齐爆药量和最大爆破振速见下表：
悬钟隧道围岩类别、开挖方法、最大齐爆药量及振速统计表
里程
围岩等级
延米
开挖方法
边墙与边墙间距（m）
实际最大齐爆药量（kg）
允许最大齐爆药量（kg）
最大爆破振速（cm/s）
DK121+877
～
DK121+884

7
明挖法

DK121+884
～
DK121+920
Ⅴ
36
三台阶七步开挖法
33.4
23.6
27.934
7.34
DK121+920
～
DK122+048
Ⅳ
128
台阶法
>57.4
48.8
141.786
7.34
DK122+048
～
DK122+097
Ⅳ
49
台阶法
77.4
298
347.633
7.34
DK122+097
～
DK122+304
Ⅳ
207
台阶法
>71.4
225
272.893
8.39
DK122+304
～
DK122+379
Ⅴ
75
三台阶七步开挖法
>61.4
158
173.541
8.39
DK122+379
～
DK122+499
Ⅳ
120
台阶法
>61.4
155
173.541
7.34
DK122+499
～
DK122+548
Ⅳ
49
台阶法
61.4
150.4
173.541
7.34
DK122+548
～
DK122+638
Ⅳ
90
台阶法
>33.4
23.5
27.934
5.48
DK122+638
～
DK122+695
Ⅳ
40
台阶法
33.4
20.4
27.934
6.26
DK122+695
～
DK122+710
Ⅳ
30
台阶法
>20.4
5.3
6.365
3.87
DK122+710
～
DK122+738
Ⅳ
80
台阶法
>20.4
5.3
6.365
3.87
DK122+738
～
DK122+758
Ⅴ
70
三台阶七步开挖法
>20.4
5.3
6.365
3.87
DK122+758
～
DK122+764
Ⅴ
240
三台阶七步开挖法
20.4
4.1
6.365
3.87
DK122+548
～
DK122+638
Ⅴ
6
明挖法

四、 爆破方案：
1、安全用药量
根据相关规范和设计图要求，悬钟隧道设计规定爆破振速控制在10 cm/s以内。依据《爆破安全规程》，可以初步计算隧道掘进爆破炸药安全用量，确定循环进尺。

3
α
κ
υ
)
(
×
=
R
Q

Q—同段别雷管同时起爆炸药安全用量，kg；
V—爆破振动速度最大值,4cm/s；
R—爆破区药量分布的几何中心至既有线悬钟隧道边墙的距离，m；
K、α—地质条件等多种因素有关的系数，按照下表选取。

爆区不同岩性的K、a值
岩性
K
a
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1．5～1.8
软岩石
250～350
1．8～2.0
计算得出不同距离下，在确保既有线隧道二次衬砌爆破振速不大于4cm/s的条件下，每段别最大齐爆炸药用量。
Ⅳ、Ⅴ围岩R=20.4m，时Qmax=20.4 3×（4/300）（3/1.8） =6.365kg
Ⅳ、Ⅴ围岩R=33.4m，时Qmax=33.4 3×（4/300）（3/1.8） =27.934kg
Ⅳ、Ⅴ围岩R=57.4m，时Qmax=57.4 3×（4/300）（3/1.8） =141.786kg
Ⅳ、Ⅴ围岩R=61.4m，时Qmax=61.4 3×（4/300）（3/1.8） =173.541kg
Ⅳ、Ⅴ围岩R=71.4m，时Qmax=71.4 3×（4/300）（3/1.8） =272.893kg
Ⅳ、Ⅴ围岩R=77.4m，时Qmax=77.4 3×（4/300）（3/1.8） =347.633kg

爆破中心与既有线边墙距离
Ⅳ、Ⅴ围岩K，a值
R（米）
K=300,α=1.8
20.4
6.365
33.4
27.934
57.4
141.786
61.4
173.541
71.4
272.893
77.4
347.633
新悬钟隧道与既有隧道并行，K121+923.91～K122+025（DK121+877～DK121+980）段边墙间距为33.4m，Ⅳ、Ⅴ级围岩同时齐爆炸药量最大允许27.934kg。
K122+025～K122+100（DK121+980～DK122+080）段边墙间距为33.4～57.4m，微振爆破参数实际按33.4m控制，Ⅳ、Ⅴ级围岩同时齐爆炸药量最大允许27.934kg。
K122+100～K122+200（DK122+080～DK122+180）段边墙间距为57.4～77.4m，微振爆破参数实际按57.4m控制，Ⅳ、Ⅴ级围岩同时齐爆炸药量最大允许141.786kg。
K122+200～K122+600（DK122+180～ DK122+580）段Ⅳ、Ⅴ级围岩边墙间距为61.4～77.4m，微振爆破参数实际按61.4m控制，最大齐爆炸药量最大允许173.541kg。
K122+600～K122+700（DK122+580～DK122+680）段边墙间距33.4～61.4m，微振爆破参数实际按33.4m控制，Ⅳ、Ⅴ级围岩同时齐爆炸药量最大允许27.934kg，实际齐爆炸药用量均远小于此值，故爆破影响小，可以正常掘进。
K122+700～K122+758（DK122+680～DK122+758）段边墙间距20.4～33.4m，微振爆破参数实际按20.4m控制，Ⅳ、Ⅴ级围岩同时齐爆炸药量最大允许6.365kg，实际齐爆炸药用量均远小于此值，故爆破影响小，可以正常掘进。
2、非电毫秒雷管的选用
目前使用的导爆管为非电起爆系统中的毫秒雷管1—13段，其间隔时间小于50 ms；而7段之后，段与段起爆间隔大于50 ms。对于隧道爆破掘进，实际爆破表明起爆间隔大于50 ms，爆破振动基本不叠加。鉴于此，现场爆破时采用分段起爆，保证同一段别雷管同时起爆炸药用量均在安全用药量范围以内。
非电毫秒雷管段别及延期时间表
段别
延时毫秒（ms）
段别
延时毫秒（ms）
1
＜13
11
460±40
2
25±10
12
555±45
3
50±10
13
650±50
4
75+15
14
760±55
5
110±15
15
880±60
6
150±20
16
1020±70
7
200±20
17
1200±90
8
250±25
18
1400±100
9
310±30
19
1700±130
10
380±35
20
2000±150
3、初步选择每循环进尺
新悬钟隧道边墙与既有悬钟隧道边墙距离小于30m段：Ⅳ级围岩每循环掘进1.0米；Ⅴ级围岩每循环掘进0.75米，隧底除外每循环掘进1.5m；可以满足最大允许爆破振速和隧道本身掘进安全。
新悬钟隧道边墙与既有悬钟隧道边墙距离大于30m段,：Ⅳ级围岩每循环掘进2.0米；Ⅴ级围岩每循环掘进1.5米，隧底除外每循环掘进1.5m。
4、 微振爆破钻爆设计
光面爆破周边炮眼采用φ25mm小药卷间隔装药，导爆管、导爆索、竹片用电工胶布与炸药卷绑在一起，辅助眼采用普通装药，装药结构分别如下图所示：
周边眼采用装药结构图
辅助眼采用装药结构图

Ⅴ级围岩采用三台阶法开挖
上台阶光面爆破，采用楔形掏槽，周边眼采用不耦合装药，装药结构见周边眼采用装药结构图和辅助眼装药结构图。上台阶断面面积：22.8m2。
炮眼数量(个)：设计为N= ks/(ηr) ×1.3=(1.0×22.8)/(0.55×0.78) ×1.3=69，实际为70个。
光爆参数表
围岩级别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
密集系数
E/W
周边眼装药集中度
(kg/m)
Ⅳ、Ⅴ
45
55
0.8
0.11
上台阶炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深(cm)
孔数
装药系数
单孔装药量(kg)
药量(kg)
允许最大齐爆药量(kg)
爆破振速(cm/s)
掏槽眼
1
94.5
6
0.70
0.50
2.98
6.365
3.52
掏槽眼
3
150
6
0.70
0.79
4.73
6.365
3.65
掏槽眼
5
170
6
0.70
0.89
5.36
6.365
3.01
辅助眼
7
150
2
0.55
0.62
1.24
6.365
2.08
辅助眼
9
150
8
0.55
0.62
4.95
6.365
3.78
周边眼
11
150
30
0.15
0.17
5.06
6.365
3.84
底板眼
13
150
12
0.55
0.62
7.43
6.365
4.25
合计

70

31.73

单耗指标
0.93

上台阶炮眼布置图
根据爆破设计可得出最大爆破振速为：4.25cm/s
中台阶光面爆破
中台阶断面面积：51.6m2，炮眼数量77个。
光爆参数表
围岩级别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
密集系数
E/W
周边眼装药集中度
(kg/m)
Ⅳ、Ⅴ
40
60
0.67
0.11
中台阶炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深(cm)
孔数
装药系数
单孔装药量(kg)
实际药量(kg)
允许最大齐爆药量(kg)
爆破振速(cm/s)
辅助眼
1
150
13
0.70
0.79
10.24
6.365
3.39
辅助眼
4
150
14
0.70
0.79
11.03
6.365
3.72
辅助眼
7
150
15
0.70
0.79
11.81
6.365
3.05
周边眼
9
150
20
0.15
0.17
3.38
6.365
3.8
底板眼
11
150
15
0.75
0.84
12.66
6.365
4.39
合计

77

49.11

单耗指标
0.63

中台阶炮眼布置图
根据爆破设计可得出最大爆破振速为：4.39cm/s
下台阶光面爆破
下台阶断面面积：52.2m2，炮眼数量86个。
光爆参数表
围岩级别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
密集系数
E/W
装药集中度
(kg/m)
Ⅳ、Ⅴ
45
60
0.75
0.25
下台阶炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深(cm)
孔数
装药系数
单孔装药量(kg)
实际药量(kg)
允许最大齐爆药量(kg)
爆破振速(cm/s)
辅助眼
1
150
8
0.70
0.79
6.30
6.365
3.52
辅助眼
4
150
8
0.70
0.79
6.30
6.365
3.52
辅助眼
7
150
7
0.70
0.79
5.51
6.365
3.09
辅助眼
9
150
10
0.70
0.79
7.88
6.365
3.31
辅助眼
11
150
10
0.70
0.79
7.88
6.365
3.31
辅助眼
13
150
12
0.70
0.79
9.45
6.365
3.04
周边眼
15
150
16
0.10
0.11
1.80
6.365
2.6
底板眼
17
150
15
0.75
0.84
12.66
6.365
4.39
合计

86

57.77

单耗指标
0.74

下台阶炮眼布置图
根据爆破设计可得出最大爆破振速为：4.39cm/s
隧底爆破开挖时要严格控制超欠挖。隧底断面面积：28m2，炮眼数量36个。
隧底炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深(cm)
孔数
装药系数
单孔装药量(kg)
实际药量(kg)
允许最大齐爆药量(kg)
爆破振速(cm/s)
辅助眼
1
150
12
0.75
0.84
10.13
16.96
3.34
辅助眼
4
150
12
0.60
0.68
8.10
16.96
3.41
底板眼
7
150
12
0.60
0.68
8.10
16.96
4.41
合计

36

26.33

单耗指标
0.63

隧底炮眼布置图
根据爆破设计可得出最大爆破振速为：4.41cm/s
5、新悬钟隧道与既有悬钟隧道边墙距离大于30m爆破施工
当悬钟隧道距既有隧道边墙距离大于30m时，根据安全用药量计算得出Ⅳ、Ⅴ级围岩最大可以达到347 kg，实际施工中一次用量小于上述数据，施工中可按照正常光爆参数进行爆破施工，炮眼布置与微振爆破炮眼布置相同。
6 爆破控制要点
⑴ 采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖掘机、装载机装碴。
⑵ 隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。
⑶钻眼按设计方案进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制3°～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。
⑷ 装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。
⑸起爆采用复式网络、导爆管起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；连接导爆管使用相同的段别，且使用低段别的导爆管。导爆管连接好后有专人检查，检查连接质量，看是否有漏连的导爆管，检查无误后起爆。
7质量控制要点
⑴炮眼钻设质量标准
钻孔要做到“准、顺、平、齐”。
准：按周边孔参数要求，孔位要选准；
顺：侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置，使孔底均位于开挖允许的超欠范围内；
平：各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等）；
齐：孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。
保证钻孔质量措施：光爆钻孔时，由爆破设计技术员统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制；分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤；固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。
⑵炮眼装药质量标准
炮眼装药前应清理干净；炸药选取合理，一般采用2#岩石硝铵炸药，有水的采用乳化炸药；周边眼采用小直径药卷间隔装药，其它眼采用集中装药结构；起爆方式采用毫秒雷管分段起爆。
⑶爆破标准
开挖断面不得欠挖；炮眼利用率在95%以上，光爆的半壁炮眼留痕率Ⅳ、Ⅴ级围岩在80%以上；相邻两循环炮眼衔接台阶不大于150mm；爆破岩面最大块度不大于300mm。
五、试爆方案及试爆防护方案
1、试爆方案
⑴试验段选择
新悬钟隧道进出口段与既有营业线间距最小，为爆破最不利条件，在出口段施工时选取K122+758～K122+700 (DK122+758～DK122+700)段作为爆破试验段，确立最不利条件下爆破衰减公式中的K、α值，确定爆破参数。
⑵试验段的意义
对试验段进行分析，对应不同的围岩、不同的开挖方法、不同进尺、不同炮眼深度和不同的炮眼布置选取安全、合理的爆破参数，形成安全试爆成果报告，用于后续的大面积爆破施工。
⑶试验段方案
出口试爆在隧道出口明暗洞交接DK122+758～DK122+700段进行，试验段要严格按照爆破设计和监测流程来进行施工，严格控制开挖进尺和每段别雷管最大齐爆药量，雷管隔段使用，保证间隔时间大于50ms，控制爆破振速。
试爆必须按照审批方案组织施工利用天窗点进行，试爆前必须提前联系好相关设备管理单位、爆破测速队、监理单位等，进行爆破振速测定和爆破后进洞检查洞身及相关设备状况，确定爆破影响范围，优化爆破参数，为以后的爆破施工提供安全、可靠的依据，建立现场监控联测机制。
2试爆防护方案
⑴炮位覆盖措施
炮孔覆盖：购置废旧车胎编制柔性炮被覆盖于炮位上。这种覆盖材料有较高的强度、弹性和韧性，不易折断，并有一定的重量，不易被爆炸气浪抛起，而且这种材料可反复使用、易修补、经济实惠。要求胶皮炮被厚度不得小于1厘米，编织要严实，四面用钢丝扎紧加固。
土袋覆盖加压：在柔性炮被上方加压土袋，并对有可能出现危险滚石的地段加设钢丝绳网或布鲁克网防护，钢丝绳网或布鲁克网四周设锚杆拉紧。以防止滚石危及既有沪昆线行车安全。土袋均采用工地废弃水泥编织袋装土，严禁装石子，以免飞石伤人。
炮孔阻塞：炮孔阻塞长度应大于或等于最小抵抗线。阻塞材料采用沙土堵塞。
六、爆破振动监控内容及技术路线
1 监控内容
根据设计提供的资料，对既有隧道衬砌和周围建筑物进行现场监测，主要内容有：
（1）现场测试既有隧道衬砌不同断面迎爆侧和背爆侧振速，为安全合理施工提供依据；
（2）现场监测周围建筑物的振速，以确保其安全；
（3）依据现场测试结果，提出合理的爆破方案（爆破参数）。
2、既有隧道监控断面布置
测点及传感器布置应遵循以下原则：（1）最大振动发生的位置和监测方向；（2）爆破振动效应跟踪监测；（3）爆破振动衰减规律观测。
既有隧道布置监测点，迎爆侧拱腰部位布置观测点3个，背爆侧拱腰布置2个观测点，具体布置方式见图2；断面间距宜控制在10~20m；当线间距小于30m时，监测断面布置6处，当线间距大于30m时，监测断面布置3处。由于迎爆侧水平方向的振速远大于垂直方向的振速，而背爆侧则相反，所以每次爆破前，在迎爆侧点L1、L2和L3布置水平方向的传感器，在背爆侧点R1、R2布置竖向传感器。（也可根据现场实际情况对两个方向进行测定）

既有隧道观测点布置图
由于业主和设计单位要求，既有隧道衬砌表面的爆破振动速度上限为4cm/s，受此要求的限制，施工进度非常缓慢。那么，此界限值可否超越？能超越至多大，或者说是否还有振速的安全富余？在保证既有隧道安全的前提下，应如何优化施工爆破参数和工艺等来加快新建隧道的施工进度，提高施工质量与安全性？针对以上问题，对该隧道进行施工爆破监测，对炸药、装药特性、起爆方法和爆破参数（孔间距、孔间延时、最小抵抗线）进行合理设计或优化，确定合理的爆破参数，确保新建隧道顺利施工、既有隧道正常运营及周围建筑物安全。
爆破振动的能量主要沿掘进方向（纵向）传播，在掌子面前方测得的振动速度比后方大，并且水平方向峰值振动速度远大于竖向峰值速度，因此测点布设应均比新建隧道掌子面超前1m左右。按照不同部位、不同装药量，在新建隧道中试爆4次，根据反馈信息，设计或优化爆破振动次数，同时对爆破振动参数的可靠性进一步验证（测验1次）。
3、监测物理量
爆破振动强度用介质质点的运动物理量来描述，包括质点位移、速度和加速度。但大量工程实践观测表明，爆破地震破坏程度与振动速度大小的相关性比较密切，故在实际测试中，大都采用质点振动速度作为衡量地震波强度的标准。我国《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定，以地表质点振动速度和振动频率作为爆破振动安全判据。因此，本次测试采用质点振动速度作为主测试量，爆破振动频率作为评价隧道洞身和附属结构以及洞口周边建筑物的辅助测试量。
炸药爆炸引起岩石内部质点振动有垂直、径向和切向三个速度分量，以往的测试数据表明，三个方向形成的合速度对爆破地震动起控制作用。因此，在本工程中，全部采用合速度作为测试量。
4、监测设备
测试采用TC-4850 遥感型爆破测振仪和三向速度传感器。
该测试仪的主要特点是：
⑴同步时差。相对一点对多点无线控制模式，TC-4850无线遥测系统是窝蜂式（直接用无线触发器控制多个无线遥测模块同时采集）通信级联方式，其通道间的时差＜100us；可以将振动波的传输距离测量误差控制在0.5m以内。
⑵无线传输。采用先进的无线模块其传输距离可达3公里之远，只用一无线触发器可使在方圆一公里之内的仪器设备达到同步触发，安全方便。
⑶高度智能化。自带嵌入式计算机模块；自带液晶屏（128×64点阵）可在现场直接设置各项采集参数；仪器无需设置量程，预览振动波形及最大值、频率等信息，而无需外接电脑 。
⑷支持矢量合成：配备X, Y, Z三矢量一体的速度传感器，系统测试频带5Hz至500Hz，系统误差小于5%。
⑸超长监测时间：128M超大存储空间，并可任意分段，连续存储1000段以上（每段10K字）同时采用超大容量超小体积的可充锂电池组供电，单个容量达到100Ah，可实现连续的振动监测。
爆破振动远程监测中心
该测试仪的主要技术指标为：通道数，三通道并行采集；采样率，1kHz-50kHz，多档可调；直流精度，误差小于0.5%；读数精度，达到1‰；频响范围，5Hz-500Hz；工作温度，-10℃～75℃；尺寸，168mm×99mm×64mm；重量：1kg。
以该测试仪为核心构成的无线测试系统的原理如下图所示。炸药在岩石中爆炸，形成的地震波在岩体中传播，当传播到拾振器位置时，地震波被传感器采集，并记录在爆破测振仪中，爆破测振仪中的振动信号通过无线发射装置向远端传输，远端可通过无线接收装置和笔记本电脑直接读取振动测试数据，并利用分析软件进行振动数据的判读与分析。

5、监测方法
以往隧道振动检测结果表明，最大爆破振动速度通常出现在拱腰的位置处，因此将传感器安装在临近开挖隧道一侧的既有隧道的墙壁拱腰上，爆破振动记录仪和无线发射装置固定在距墙角1m高的边墙上。传感器在墙壁上安装必须牢靠，安装方法为在隧道壁上钻孔，埋入螺栓，在孔中灌入水泥砂浆固定，在传感器底部焊接螺母，利用螺母与边墙处螺栓连接固定传感器。为防止爆破振动记录仪和无线发射装置被损坏，在其外部罩一铁皮方盒，铁皮方盒锚固在边墙上。测试时，准确记录各传感器距洞口的距离，以便根据爆区的位置，准确计算爆区与测试点之间的距离。
对洞口周边建（构）筑物进行监测时，传感器布置在需保护的建（构）筑物距爆区的最近点处；测点尽可能布置在基岩上，找不到基岩的区域将爆破振动监测点布置在压实的路面上；准确测出测点的位置，确定至爆源的距离；所有传感器用石膏粉牢固粘结在地表，传感器至记录仪的传输信号线长度小于5m，避免长距离的信号衰减。
6、 监测数据的处理
6.1观测数据记录
现场监测必须做好监测记录，将收集到的爆破参数及拾振器和记录仪的型号、灵敏度、编号、测点号、对应位置等数据制成表格，记录表格格式见下表《爆破振动观测记录报告单》。
6.2 测试数据处理
⑴回归爆破振动衰减规律
将收集得到的数据按下式进行回归分析，找出该区域的爆破振动衰减系数k、α值。
爆破振动观测记录报告单
爆破时间： 观测编号：
工程名称

观测操作员
施工单位

观测单位

工程地点

爆破参数
孔 径(mm)

孔深(m)

炮孔个数

掏槽孔装药量(kg)

辅助孔装药量(kg)

周边孔装药量(kg)

雷管段别

最大段起爆药量(kg)

总装药量(kg)

仪器
设置
参数
测振仪型号

传感器型号

触发方式

触发电平

采样长度

采样速率

采样延时

观 测 结 果
测 点 位 置
爆区与测点距离(m)
传感器
测振仪
质点峰值
振动速度
(cm/s)
主频率
(Hz)
振动持
续时间
(ms)
编号
灵敏度(mv/cm/s)
编号
量程(mv)

说 明：爆破参数及距离由施工方提供或填写。
观测工程师评述：

签 字： 日 期：

式中：—爆破振动速度最大值（cm/s）；
—同段别雷管同时起爆炸药安全用量（kg）；
—爆破区药量分布的几何中心至既有悬钟隧道边墙的距离（m）；
、—与地形、地质条件相关的系数。
⑵对比既有隧道的爆破振动速度是否小于4cm/s。
⑶判别被保护的建（构）筑物的爆破振动是否满足《爆破安全规程》的要求。各种建(构)筑物的爆破振动安全判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率为指标，根据国家《爆破安全规程》（GB6722-2003）的规定，安全允许标准如下表。将监测结果与《爆破振动安全允许标准》数据进行对比，即可得到爆破振动是否对周围建（构）筑物造成影响。
爆破振动安全允许标准
序
号
保护对象类别
安全允许振速/（cm/s）
<10Hz
10Hz～50Hz
50Hz～100Hz
1
土窖洞、土坯房、毛石房屋a
0.5～1.0
0.7～1.2
1.1～1.5
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a
2.0～2.5
2.3～2.8
2.7～3.0
3
钢筋混凝土结构房屋a
3.0～4.0
3.5～4.5
4.2～5.0
4
一般古建筑与古迹b
0.1～0.3
0.2～0.4
0.3～0.5
5
水工隧道c
7～15
6
交通隧道c
10～20
7
矿山隧道c
13～30
8
水电站及发电厂中心控制室设备
0.5
9
新浇大体积混凝土d：
龄期：初凝～3d
龄期：3d～7d
龄期：7d～28d

2.0～3.0
3.0～7.0
7.0～12
注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。
注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破<20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz。
1：选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
2：省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。
3：选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地震振动频率等因素。
4：非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。
⑷将上述得到的数据及时反馈给施工单位，指导爆破设计和施工。
7、 监测联控联动机制
试爆前向相关设备管理单位提交试爆计划安排，根据批复的计划、试爆方案进行试爆作业，埋设监测装置和连接监测网络，进行爆破施工；监测单位填写《爆破振动观测记录报告单》并将《爆破振动观测记录报告单》数据反馈给施工现场，进行参数优化调整；形成试爆成果报告。过程中设备管理单位、监理单位要全过程见证、监控作业。
七、试爆结论：
根据四次试验爆破检测结果，施工中最大爆破震速为2.75cm/s,最小为0.591cm/s,均＜4cm/s,满足设计要求，该试爆方案可用于隧道后续爆破施工。

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17.