第十二章爆破安全距離的確定第一節爆破地震安全距離的確定

一、爆破地震效應根據爆破介質的不同，炸藥爆炸后約有2~20％的能量轉化為地震波，它是一種彈性波。當其在介質內傳播時，可以引起爆源附近地基及其上建筑物或構筑物產生顛簸和搖晃，即通常所說的地震。自然地震與爆破地震烈度參見表12-1和表12-2。根據大量工程實踐總結得出的地震烈度與自然地震、爆破地震相應物理量的關系見表12-3（供參考）。表12-1自然地震烈度表烈度主要標志1人無感覺，只有儀器才能記錄到2個別完全靜止不動的人才能感覺到3室內少數靜止不動的人能感到震動；懸掛物有時會輕微搖動4室內大多數人和室外少數人有震動感覺，少數人會從夢中驚醒，門、窗、頂棚、器皿等有時會輕微作響5室內幾乎大多數人和室外大多數人都能感覺到震動，使多數人從夢中驚醒；掛鐘搖擺，不穩的物體翻倒或落下；墻上灰粉撒落，抹灰層上可能出現細小裂縫6一般有少數民房受到損壞，簡陋的棚窯有少數被破壞，甚至有傾倒的；潮濕疏松土有時會出現裂縫；山區偶爾有不大的滑坡7一般大多數民房被損壞，少數被破壞，堅固的房屋也有可能被破壞；民房煙囪頂部受到損壞；個別牌坊、塔和工廠煙囪會有輕微損壞；井泉水水位有時會變化8一般多數民房被破壞，少數傾倒；堅固的房屋也有可能被傾倒；有些碑石和紀念碑受損壞、移動或翻倒；山坡的松土和潮濕的河灘上，裂縫寬達10cm以上；水位較高處，常夾有泥沙和水流出；土石松散的山區，常常有相當大的崩滑；人畜有傷亡9一般多數民房傾倒；許多堅固的房屋遭受破壞，少數傾倒10許多堅固的房屋被傾倒；地表裂縫成帶；斷續相連，總長可達幾公里；裂縫有時局部地穿過堅實的巖層11房屋普遍被毀壞；山區有大規模的滑崩，地表產生相當大的豎直和水平斷裂；地下水劇烈變化12廣大地區內，地形地表水系及地下水劇烈變化；動物和植物遭到毀滅表12-2爆破地震烈度表烈度等級烈度名稱地面運動垂直最大速度(cm/s)破壞現象描述地面運動垂直最大加速度參考值(g)人的感覺建筑物和結構物地表現象Ⅰ微震＜2.5無損壞無＜0.25Ⅱ弱震2.5~5.0一般人都能感到地動簡易房屋輕微損壞高陡邊坡上碎石、礫石土少量塌落0.25~0.50Ⅲ中強震5.0~10感到強烈的地動簡易房屋損壞，一般房屋輕微損壞。地下坑道二幫松動，小石塊少量震落陡坡上的孤石、懸石位移、滾落。覆蓋層中出現小裂隙，堆積層與基巖交界處產生裂紋0.50~1.0Ⅳ強震10~25地動劇烈，甚至使人跳離地面簡易房屋破壞，一般房屋損壞。沙漿地面出現裂紋，地下坑道局部塌方，涵洞伸縮縫，地下管道接頭可能輕微變位土夾石邊坡有較多的塌方，巖石邊坡個別塌落。砂土、棄石渣開始坍溜。地表出現裂縫，臨空面處巖石原有裂隙擴張，節理面輕微錯動1.0~2.5Ⅴ破壞震25~50極其劇烈的地動，人不能站穩建筑物破壞和嚴重破壞。地下坑道頂板落石，塌方甚多。涵洞、地下管道可能擠壓變形。混凝土結構物產生開裂土夾石邊坡大量坍塌，巖石邊坡少量塌方。地表有較多的裂縫，靠近陡坎處出現大裂縫，公路路面局部破壞，巖石順層理、節理面錯動、張開、擠壓2.5~5.0Ⅵ毀壞震＞50建筑物嚴重重破壞。地下坑道嚴重塌方，甚至震垮堵死。涵洞、地下管道毀壞。混凝土結構物出現破壞順層理面大塊巖石可能崩落。地表割裂，有很多大裂縫。公路嚴重破壞。基石露頭產生裂紋，部分巖石破碎，大塊堅石位移＞5.0表12-3自然地震烈度與爆破地震的物理量關系

烈度天然地震爆破地震加速度（cm/s2）速度（cm/s）位移（mm）最大速度（cm/s）1＜020.2~0.430.4~0.840.8~1.5512~251.0~2.00.5~1.01.5~3.0625~502.1~4.01.1~2.03.0~6.0750~1004.1~8.02.1~4.06.0~12.08100~2008.1~16.04.1~8.012.0~24.09200~40016.1~32.08.1~16.024.0~48.010400~80032.1~64.016.1~32.0＞48.01．描述爆破振動強度的物理量通過國內外實測結果分析表明：反映爆破振動強度的諸物理量與炸藥量、爆心距、巖土性質及場地條件等因素有密切關系。雖然各個國家試驗條件各不相同，但大致上都可總結得出以下形式的經驗公式：式中A——反映爆破振動強度的物理量（振動速度或加速度）；

Q——炸藥量，kg；

R——測點到爆源中心距離，m；

K、m、n——反映不同爆破方式、地質、場地條件的系數和指數。2．爆破振動破壞判據的確定根據我國的情況，在進行觀測工作的基礎上，國家安全標準《爆破安全規程》規定了不同類型建（構）筑物的爆破振動安全允許標準，見表12-4。當一次使用炸藥量較多、或建（構）筑物距爆源很近時，爆破地震能夠對周圍建（構）筑物造成某種程度的損壞（如抹灰層出現裂縫、墻體中原有裂縫延伸、擴大等）和破壞（如基礎開裂、結構損壞等）。爆破振動速度與建（構）筑物的影響程度對照參見表12-5。爆破振動速度對建筑物的破壞關系見表12-6。表12-4爆破振動安全允許標準序號保護對象類別安全允許振速/（cm/s）＜10Hz(10-50)Hz(50-100)Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋a0.5~1.00.7~1.21.1~1.52一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物a2.0~2.52.3~2.82.7~3.03鋼筋混凝土框架房屋a3.0~4.03.5~4.54.2~5.04一般古建筑與古跡b0.1~0.30.2~0.40.3~0.55水工隧道c7~156交通隧道c10~207礦山巷道c15~308水電站及發電廠中心控制室設備0.59新澆大體積混凝土d齡期：初凝~3天2.0~3.0齡期：3~7天3.0~7.0齡期：7~28天7.0~12注：1．表列頻率為主頻率系指最大振幅所對應波的頻率；2．頻率范圍可根據類似工程或現場實測波形選取。選取頻率時亦可參考下列數據：硐室爆破<20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；淺孔爆破40Hz～100Hz。a選取建筑物安全允許振速時，應綜合考慮建筑物的重要性、建筑質量、新舊程度、自振頻率、地基條件等因素。b省級以上（含省級）重點保護古建筑物與古跡的安全允許振速，應經專家認證選取，并報相應文物管理部門批準。c選取隧道、巷道安全允許振速時，應綜合考慮構筑物的重要性，危巖狀況、斷面大小、深埋大小、爆破方向、地震振動頻率等因素。d非擋水新澆大體積混凝土的安全允許振速，可按本表給出的上限值選取。表12-5爆破振動速度與建（構）筑物影響程度對照表

序號建（構）筑物名稱振動速度（cm/s）影響程度1土窯洞0.5無掉塊2計算機房0.5無影響3玻璃熔化爐0.6無影響4固定安裝的水銀開關1.5跳閘5電視臺建筑3.5無損壞6一般建筑物5.0抹灰裂縫7圓形鋼筋混凝土水池7.0無損壞8鋼結構貯油罐7.5無損壞9工業建筑運輸棧橋10.0無損壞10單層鋼筋混凝土建筑20.0無損壞11素混凝土支架巷道25.0無損壞12巖石穩定的巷道30.0輕微損壞13磚砌平房39.2山墻開裂14鋼筋混凝土涵洞（＞200#）50.0無損壞15機械設備100.0傳動軸不正16混凝土底座上預制金屬物150.0底座破裂表12-6振動速度對建筑物的破壞關系質點振動速度（cm/s）由于爆破振動所造成的破壞情況對建筑物和結構物對地表小于2.5無損壞無變化2.5～5.0簡易房屋輕微損壞高陡坡上的碎石和土少量塌落5.0～10簡易房屋損壞；一般房屋輕微損壞；坑道兩側松動；小石塊少量震落陡坡上孤石、懸石滾落；覆蓋層中出現小裂縫；堆積層與基巖交界處產生裂縫10～25簡易房屋破壞；一般房屋損壞；砂漿地面裂縫；坑道局部塌方；涵洞伸縮縫及地下管道接頭可能輕微變位士夾石邊坡輕微塌方；巖石邊坡個別塌落；砂石、棄石碴開始塌落；地面出現裂縫；節理面輕微錯動25～50建筑物破壞或嚴重破壞；坑道頂板落石，塌方甚多，涵洞、地下管道擠壓變形；混凝土結構物開裂土夾石邊坡大量塌方；巖石邊坡少量塌方；地表有較多裂縫；陡坡處出現大裂縫；公路路面局部破壞；巖石順層理面、節理面錯動、張開、擠壓大于50建筑物嚴重破壞；坑道嚴重塌方，甚至震垮堵死；涵洞地下管道毀壞，混凝土結構物破壞順層理面大塊巖體可能塌落；地面割裂，出現許多裂縫；公路嚴重破壞；基石露頭產生裂紋；部分巖石破碎；大塊堅石位移

二、爆破地震安全距離的計算爆破地震安全允許距離，可按式（12-3）計算。式中R——爆破地震安全允許距離，m；

Q——炸藥量，kg，齊發爆破為總藥量，延期爆破為最大一段藥量；

V——保護對象所在地質點振動安全允許速度，cm/s；

m——藥量指數，取1/3；

K、α——與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數，可按表12-7選取，或通過現場試驗確定。表12-7爆區不同巖性的K、α值群藥包爆破，各藥包至保護目標的距離差值超過平均距離的10％時，用等效距離Re和等效藥量Qe分別代替R和Q值。Re和Qe的計算采用加權平均值法。

對于條形藥包，可將條形藥包以l~1.5倍最小抵抗線長度化分為多個集中藥包，參照群藥包爆破時的方法計算其等效距離和等效藥量。巖性Kα堅硬巖石50～1501.3～1.5中硬巖石150～2501.5～1.8軟巖石25～3501.8～2.0三、爆破振動測試1．爆破振動測試主要內容爆破振動測試主要包括兩個方面的內容：（1）研究爆破過程中地震波的衰減規律，地質構造及地形條件相對應的影響，地震波參數和爆破方式的關系。（2）研究建筑物、構筑物對于爆破振動的響應特征，這一響應特征和爆破方式、構筑物結構特點的關系。2．爆破振動測試的一般方法圖12-1爆破振動測試系統示意圖第二節爆破沖擊波安全距離的確定一、空氣沖擊波安全距離的確定地下爆破時，對人員和其他保護對象的空氣沖擊波安全允許距離由設計確定。露天裸露爆破大塊時，一次爆破的裝藥量不得大于20kg，并應按下式確定空氣沖擊波對在掩體內避炮作業人員的安全允許距離。式中Rk——空氣沖擊波對掩體內人員的最小允許距離，m；

Q——一次爆破的裝藥量，kg，秒延期爆破取最大一段藥量計算，毫秒延期爆破按一次爆破為總藥量計算。地表大藥量裸露爆破時，應核算不同保護對象所承受的空氣沖擊波超壓值，并確定相應的安全允許距離。在平坦地形條件下爆破時，可按下式計算超壓。，105Pa式中△P——空氣沖擊波超壓值，105Pa；

Q——一次爆破的梯恩梯炸藥當量，kg；秒延期爆破為最大一段藥量，毫秒延期爆破為總藥量；

R——裝藥至保護對象的距離，m。

空氣沖擊波超壓的安全允許標準：對人員為0.002MPa；對建筑物按表12-10取值。表12-10建筑物的破壞程度與超壓關系破壞等級1234567破壞等級名稱基本無破壞次輕度破壞輕度破壞中等破壞次嚴重破壞嚴重破壞完全破壞超壓△P，105Pa＜0.020.02～0.090.09～0.250.25～0.400.40～0.550.55～0.76＞0.76筑物破壞程度玻璃偶然破壞少部分破呈大塊，大部分呈小塊大部分破成小塊到粉碎粉碎———木門窗無損壞窗扇少量破壞窗扇大量破壞，門扇、窗框破壞窗扇掉落、內倒，窗框、門扇大量破壞門、窗扇摧毀，窗框掉落——磚外墻無損壞無損壞出現小裂縫，寬度小于5mm，稍有傾斜出現較大裂縫，縫寬5mm～50mm，明顯傾斜，磚跺出現小裂縫出現大于50mm的大裂縫，嚴重傾斜，磚跺出現較大裂縫部分倒塌大部分到全部倒塌木屋蓋無損壞無損壞木屋面板變形，偶見拆裂木屋面面板、木檁條拆裂，木屋架支坐松動木檁條拆斷，木屋架桿件偶見折斷，支坐錯位部分倒塌全部倒塌瓦屋面無損壞少量移動大量移動大量移動到全部掀動———鋼筋混凝土屋蓋無損壞無損壞無損壞出現小于1mm的小裂縫出現1mm～2mm寬的裂縫，修復后可繼續使用出現大于2mm的裂縫承重磚墻全部倒塌，鋼筋混凝土承重柱破壞頂棚無損壞抹灰少量掉落抹灰大量掉落木龍骨部分破壞下垂縫塌落——內墻無損壞板條墻抹灰少量掉落板條墻抹灰大量掉落磚內墻出現小裂縫磚內墻出現大裂縫磚內墻出現嚴重裂縫至部分倒塌磚內墻大部分倒塌鋼筋混凝土柱無損壞無損壞無損壞無損壞無破壞有傾斜有較大傾斜

二、降低爆炸沖擊波的主要措施有效防止強烈爆炸沖擊波的主要措施有：1.采用微差爆破技術削弱空氣沖擊波的強度，實踐表明，排間微差時間在15～100ms時效果最佳；2.嚴格確定爆破設計參數，控制抵抗線的方向，保證合理的堵塞長度和堵塞質量；3.盡可能不采用裸露爆破，對于裸露地面的導爆索、炸藥用砂土覆蓋，在建筑物拆除爆破、城鎮淺孔爆破，不允許采用裸露爆破，也不允許采用孔外導爆索網絡；4.對于地質弱面和薄弱墻體給予補強以遏制沖擊波的產生，必要時在附近預設擋波墻（磚墻、袋墻、石墻、夾水墻等）削弱爆炸沖擊波；5.對于井巷掘進爆破，也可以采取“導”的措施，增加通道，擴大巷道斷面，利用盲井來減弱主巷道的沖擊波。第三節爆破飛石及有毒有害氣體安全距離的確定一、爆破飛石安全距離的確定在露天爆破中，常以爆破飛石的安全距離來劃定爆破安全警戒范圍。爆破（拋擲爆破除外）時，個別飛散物對人員的安全距離不得小于表12-12的規定；對設備或建筑物的安全允許距離，應由設計確定。拋擲爆破時，個別飛散物對人員、設備和建筑物的安全允許距離，應由設計確定，并報單位總工程師批準。爆破飛石是指爆破時個別或少量脫離爆堆飛得較遠的碎石或碎塊，在露天爆破中，爆破飛石往往是造成人員傷亡、建（構）筑物和儀器設備等損壞的原因。表12-12爆破（拋擲爆破除外）個別飛散物對人員的安全允許距離爆破類型和方法個別飛石的最小安全允許距離，m一、露天土巖爆破①1．破碎大塊巖礦裸露藥包爆破法淺孔爆破法4003002．淺孔爆破200（復雜地質條件下或未形成臺階工作面時不小于300）3．淺孔藥壺爆破3004．蛇穴爆破3005．深孔爆破按設計，但不小于2006．深孔藥壺爆破按設計，但不小于3007．淺孔孔底擴壺508．深孔孔底擴壺509．硐室爆破按設計，但不小于300二、爆破樹墩200三、森林救火時，堆筑土壤防護帶50四、爆破拆除沼澤地的路堤100五、水下爆破1．水面無冰時的裸露藥包或淺孔、深孔爆破水深小于1.5m水深大于6m水深1.5~6m與地面爆破相同不考慮飛石對地面或水面以上人員的影響由設計確定2．水面覆冰時的裸露藥包或淺孔、深孔爆破2003．水底硐室爆破由設計確定六、破冰工程1．爆破薄冰凌502．爆破覆冰1003．爆破阻塞的流冰2004．爆破厚度大于2cm的冰層或爆破阻塞流冰一次用藥量超過300kg300七、爆破金屬物1．在露天爆破場15002．在裝甲爆破坑中1503．在廠區內的空場中由設計確定4．爆破熱凝結物按設計，但不小于305．爆炸加工由設計確定八、拆除爆破、城市淺孔爆破及復雜環境深孔爆破由設計確定九、地震勘探爆破1．淺井或地表爆破按設計，但不小于l002．在深孔中爆破按設計，但不小于30十、用爆破器擴大鉆井②按設計，但不小于501.硐室大爆破的飛石距離RR＝20n2·W·K，m式中n——最大硐室藥包的爆破作用指數；W——最大硐室藥包的最小抵抗線，mK——系數，K＝1.0～1.52.拆除爆破飛石距離S

，m/s

，m式中V——飛石初速，m/s；W——最小抵抗線，m；S——飛石最遠距離，m；g——重力加速度，m/s2。二、爆破飛石的控制措施控制爆破產生個別飛石的主要措施有：

1.精心設計，特別是選擇合理的最小抵抗線W和爆破作用指數n；精心施工，藥室、炮孔位置測量驗收嚴格，是預防產生個別飛石的基礎。2.設計施工中要注意避免藥包位于巖石軟弱夾層，以免從這些薄弱面沖出飛散物。3.保證堵塞質量，不但要保證堵塞長度，而且還要保證堵塞密實，堵塞物中要避免夾雜碎石。4.采用低爆速炸藥，不耦合裝藥、擠壓爆破和毫秒延時爆破等，可以起到控制飛散物的作用。5.通過調整最小抵抗線方向，控制飛石的方向，避免對人身的危害。6.對重要保護對象必要時要設立屏障和對炮孔加強覆蓋。7.對于高聳建筑物定向拆除爆破，應當特別注意爆破體定向傾倒沖砸地面引起的碎石飛濺，必須做好地面緩沖墊，加大對人員的安全距離。在對被爆體采取覆蓋措施時，應特別注意對起爆網絡的保護。當采用金屬覆蓋物時，應將電爆網絡中的接頭用絕緣膠布包裹好，嚴防短路；仔細檢查，嚴防漏蓋，同時捆扎牢固；采用飛段起爆時，應防止覆蓋物受先爆藥包的影響，提前滑落和拋散。

三、爆破有毒有害氣體安全距離的確定爆破時產生有毒有害氣體，由于擴散條件不好，要特別注意防止中毒。露天大爆破時，有毒有害氣體安全距離RD按下列經驗公式計算：式中Q——總裝藥量，t。在爆區的下風方向，其安全距離應比上述計算值增加一倍。地下大爆破時，RD按下式計算：