水电水利工程爆破安全监测规程-条文说明

DL/T5333---202X水电水利工程爆破安全监测规程条文说明1DL/T5333---202X目 次前言总则基本规定爆破安全监测设计宏观调查与巡视检查爆破质点振动监测爆破水击波、动水压力及涌浪监测爆破有害气体、空气冲击波及噪声监测爆破影响深度检测数据处理与分析监测报告2DL/T5333---202X总则 为规范爆破安全监测，对监测方法、监测设计、监测内容、监测仪器设备以及监测数据处理与分析方法等进行了规定。一般水电水利工程爆破施工的保护对象有：坝基、边坡、坝肩、坝体、输水与泄水建筑物、地下工程结构和设备， 以及对水库安全运行有重大影响的近坝区岸坡等水工建 （构）筑物，是主要监测对象； 当爆区周围有工业与民用建筑物时， 还应对其他需保护对象以及人居环境影响进行监测，如：民房、学校、医院以及重要设施（备）等；当进行水下爆破或临水爆破时，还需对爆破对水中生物的影响进行监测。 本标准适用于大中型水电水利工程地面、地下、水下岩土开挖以及废旧建筑物拆除等工程的爆破安全监测。公路、铁路、航道及城市废旧建筑物拆除等工程的爆破安全监测可参照执行。 。1依据GB6722《爆破安全规程》的分级规定， C级爆破是指：常规露天开挖爆破一次爆破总药量达500kg以上；水下开挖爆破一次总装药量达 50kg以上；地下工程开挖爆破一次爆破总药量达 250kg以上；所有的拆除爆破，含围堰拆除、废旧建筑物拆除等；所有的岩塞爆破。2即使每次爆破未达到 C级以上，但开挖工程规模达到本款规定值时，也应对开挖过程进行爆破安全监测。3指水电水利工程施工爆破可能危及需保护对象安全时应进行监测， 如：爆破区附近有油气管线、需保护文物等，需对保护对象进行安全监测。4非水电水利工程施工爆破可能危及水电工程安全时， 应对水电工程的需保护物进行爆破安全监测。3DL/T5333---202X基本规定3．0．1爆破安全监测除采用仪器监 （检）测外，还应选择一定范围同时进行宏观调查。 调查内容包括：原有裂隙及其变化、 有无新裂隙产生、 观测对象有无明显变化等。 爆破安全监测最常规的监测项目是质点振动速度，但有些工程还需监测动应变、水击波等参数，此时，宜同时监测，所测数据可相互对比分析，更有利于爆破安全监测成果评价。各项监测应使用标准记录表格，认真记录、填写，严禁涂改、损坏和遗失。监测数据应随时整理和分析，如有超过控制标准的实测值时，应及时反馈有关单位。3．0．2对于重要的爆破或重点保护对象每次爆破均应进行跟踪监测；一般情况可定期进行监测， 如规定每周或每月监测次数。3．0．31测点布置既要能较全面地反映工程开挖爆破的影响， 又要能突出重点， 做到少而精。利用静态监测断面，既能收集爆破影响观测资料，又便于动静资料对比分析。测试设备应可靠、耐久、经济、实用并力求先进。监测设备按设计要求安装和埋设完毕，应绘制竣工图、填写记录表等，存档备查。3．0．4除险加固、扩建、改建及大型工程爆破安全监测工作宜按三个阶段进行；中型工程爆破安全监测工作宜按招标设计及施工两个阶段进行。各阶段的爆破安全监测宜按以下要求：1可行性研究阶段：在安全监测系统的总体设计专题中提出爆破安全监测系统的设计子题、 主要监测仪器及设备的数量；监测系统的工程概算。2招标设计阶段：提出爆破安全监测系统设计文件， 包括爆破监测系统布置图、 监测仪器设备清单、各监测仪器设备的安装技术要求、测次要求及工程预算等。施工阶段：应根据监测系统设计文件，提出实施计划；做好仪器设备的标定、埋设、安装、调试和保护；固定专人进行监测工作，并应保证监测设施完好及监测数据准确、完整。工程竣工验收时，应将监测设施和竣工图、埋设记录和施工期监测记录，以及整理、分析记录等全部资料汇编成正式文件，移交有关部门。3．0．6敏感区是指：地质缺陷部位、存在安全隐患部位、有重点保护对象部位等。3．0．7监测仪器在使用或运输过程中，某些部件可能会发生变化， 某些电子元件的性能也会随时间增加发生某些改变， 因此可能会引起仪器灵敏度或频率响应范围的变化， 故振动监测系统、 声波测试系统等应定期送具有检测资质的部门标定； 动应变测试系统还应在现场进行系统内部标定， 标定时的环境条件应与测试时一致。检测用仪器设备应由具有工程爆破行业测试校准资质的单位按有关规定进行校准 /标定，并纳入工程爆破行业测振信息系统管理。校准是对仪器测量系统工作参数反应灵敏度的校正。 校准结束后，出具标准证书或标准报告。 重要4DL/T5333---202X的爆破项目，应在监测前或定期对监测仪器的灵敏度及频率响应范围进行校准。3．0．8测试环境温度和湿度应在仪器的允许范围内 ,国家标准 GB/T6587-2012《电子测量仪器通用规范》对测试仪器规定应在 -10℃～50℃环境下正常工作，如环境温度超出此范围应采取有效措施控制测试传感器及记录仪在规定的环境温度下工作。3．0．9司法鉴定用的记录设备应在记录测试电信号的同时，在显示屏上显示实测到的最大值，供参与鉴定的各方实时了解情况，保证实测数据的公正性。此外，随着技术的进步， 目前大多测试设备已具有将测试数据实时发送到爆破安全监测管理信息系统， 可供相关人员实时查阅， 同时也能保证实测数据的公正性。3．0．10承担爆破安全监测的承包人，宜符合下列条件：1承担DL5180-2003规定的大（2）型以上工程或 GB6722-2014规定的B级以上爆破安全监测项目的承包人，应持有国家计量局颁发的《计量认证证书》 ；承担其它爆破安全监测项目的承包人应持有省级计量局颁发的《计量认证证书》 。《计量认证证书》核定的检测范围应包括爆破安全监测的有关内容。目前大多数工程都建有安全监测管理信息系统或安全管理信息系统，工程爆破振动安全监测信息系统可作为这些系统的一个子系统。此外，中国工程爆破协会建立了 “工程爆破行业测振信息系统 ”，“水电工程爆破行业测振信息系统 ”也已建立，本单位建立工程爆破振动安全监测信息系统的项目监测资料可纳入“水电工程爆破行业测振信息系统 ”管理。5DL/T5333---202X爆破安全监测设计4．2 高边坡及建筑物基础开挖爆破安全监测设计4．2．1 采用速度反应谱进行数值分析时，可不进行质点振动加速度监测。4．2．22高边坡和建筑物基础开挖，一般规定单次爆破装药量为 5t以上的为规模爆破。规模以上爆破区附近无重点监测断面时，应在爆区附近布置随机监测断面。4．2．3 开挖区附近有陡边坡、堆积体等不良地质区，经估算爆破对其可能产生危害时，应布置重点监测断面。开挖区附近的边坡体内有地下洞室， 经估算爆破对其可能产生危害时， 宜在距离爆区最近洞壁上离底板约1/3洞高处布置相应测点。4．2．4表面测点布置在距离爆区最近的不同高程马道上，一般为3～5点，内部测点宜布置在距离坡面3～8m的山体中，测点布置示意图见图4.1。3～5个地表测点3～8≤10图4.1高边坡振速监测点布置示意图4．2．5 一般每组声波观测 3孔且呈三角形布置，孔间距 1～2m，孔深根据检测目的确定。4．2．6 一般爆破可能影响邻近新浇大体积混凝土质量时，宜在新浇混凝土距离爆区基岩最近处布置质点振动速度测点。喷锚支护及特殊要求部位的测点，宜布置在与它们紧邻的基岩上。4．2．7 爆破振动衰减规律测量的测点布置，宜近密远疏，满足回归分析需要。所有测点应安置在完整的基岩上。）4．3地下工程开挖爆破安全监测设计4．3．2地下工程开挖，一般规定单次爆破装药量为1t以上的为规模爆破。规模以上爆破区附近无重点监测断面时，应在爆区附近布置随机监测断面进行监测。4．3．3除中导洞开挖外，地下厂房开挖的测点应布置在高边墙上的不同高程处，一般为3~5个测点，6DL/T5333---202X分别布置在：岩壁梁、距离爆区 10m范围内的后冲向及爆区上部的边墙上，测点布置示意图见图 4.2。岩锚梁3～5个地表测点≤10图4.2地下洞室振速监测点布置示意图4．3．4一般每组观测孔孔数为3孔且呈三角形布置，孔间距1~2m，孔深根据检测目的而定。4．3．5洞间距指两相邻洞壁间的最小直线距离。当洞间距大于2倍平均洞径时，可只对较大洞径的隧洞受邻洞爆破的影响进行监测。4．3．6洞内进行爆破振动监测， 当空气冲击波超压较大时，可能导致空气冲击波引起的传感器振动远大于实测到的爆破振动，如图 4.3所示，此时可采取以下措施来避免实测数据失真：应选择质量大、刚度大、耦合面积大、迎冲击面面积小、无异形的传感器，避免使用细长型传感器。2宜采用防护盒遮盖振动测试系统， 防护盒应避免接触传感器和电缆线， 并牢固粘贴于被测物表面。数据分析时应区分爆破振动和冲击波引起的振动。7DL/T5333---202X图4.3 爆破空气冲击波引起的振动4．3．7深埋洞室高地应力条件下，爆破振动和地应力瞬态卸荷诱发振动的信号区分存在困难，可采取如下措施进行区分：1可根据卸荷振动低频成分多、 主频率低以及时域内稍滞后于爆破振动的特点， 通过对振动信号分解、滤波、重构初步提取爆破振动和卸荷振动信号；当需要得到爆破振动传播衰减规律时，宜提取爆破振动信号进行分析；增大段间延期时间使充分卸荷，对于信号区分和超挖控制均有利。4．3．9同4．2．7款说明。4．4 围堰拆除爆破安全监测设计4．4．1 本标准将混凝土围堰、预留挡水岩埂通称为围堰。在围堰拆除爆破实施前，有条件进行爆破试验时，应测试爆破振动传播衰减规律，用于正式爆破时预估各监测点的振动值。4．4．2 围堰爆破的近区水域中既可能产生水击波又可能产生动水压力，只是它们的波速大小、频率高低及峰值大小等不同，可按估算的水击波参数选择传感器及记录设备。4．4．3 采用下闸挡水爆破时，宜估算出可能产生最大应力的范围，在相应的部位布置动应变测点。4．5 岩塞爆破安全监测设计4．5．1 在岩塞爆破实施前，应结合爆破试验测试爆破振动传播衰减规律，用于正式爆破时预估各监测点的振动值。地表建筑物结构有放大效应的，在结构高度范围内不应少于 2个测点。4．5．2 每个测点应埋设三向速度和加速度传感器，传感器防护等级宜不低于 IP58，测试电缆应选用专用屏蔽电缆，并采用套管进行保护。 采集信号时应考虑电缆线过长引起的信号衰减， 宜直接由厂家定8DL/T5333---202X制生产配套传感器。宜选用应变砖、应变梁或应变环等埋设在混凝土衬砌中，与振动传感器应尽量靠近，但不能相互影响。宜在集渣坑高边墙段布置 2个监测断面，必要时，可单独增设 1个动应变监测断面。测点布置符合下列要求：监测断面选择宜与振动测点相同。每个监测断面应布置5点动应变测点。动应变沿拱部环形布置。 涌浪压力监测应采用脉动压力传感器，宜选用电阻式或压阻式；浪高和周期宜采用测波标杆或测波器监测；测点宜布置在被保护建筑物的迎水面下 1.5m处。岩塞口内爆通视频监测设备应设有保护装置，防护等级不低于 IP58，可兼顾观测集渣坑内充水水位变化，亦可单独布设观测集渣坑水位变化的视频监测设备。岩塞口附近区水域中既可能产生水击波又可能产生动水压力，只是它们的波速大小、频率高低及峰值大小等不同，可按估算的水击波参数选择传感器及记录设备。传感器应采用浮漂结合简易锚固定在水域中相应的测点位置。测点布置符合下列要求：测点宜沿岩塞轴线方向，向开阔水域呈直线布置。测点不宜少于5点，间距应近密远疏。测点入水深度为1/3~1/2水深。测点宜兼顾网箱养殖区。4．5．7采用下闸或堵头挡水爆破时， 宜估算出可能产生最大应力的范围， 在相应的部位布置动应变测点。4．5．8测点从集渣坑高边墙段至闸门井，间距不宜大于 8m。监测仪器及布置应符合下列要求：1应在闸门井口设置空压和速度场监测，呈 “十”字形布置4测点。2应采用高清摄像对井喷过程进行监测及采集。4．5．10岩塞爆破后，宜通过水下机器人观测岩塞口、连接段的状态，采用多波束和单波束对岩塞口和集渣形态进行测绘。4．6 水电站扩机开挖爆破安全监测设计4．6．1 一般水电站扩机开挖项目，应在设计阶段进行场地爆破地震效应试验，获得爆破振动衰减传播规律，供投标人编制标书时参考。在监测初期，可布置测点，对招标文件中提供的爆破振动衰减规律进行复核和修正，指导爆破施工。4．7 水下开挖爆破安全监测设计4．7．1 水下爆破产生的水击波超压对水中生物将产生不利影响，如：死亡、瞬时昏迷、繁殖率降低9DL/T5333---202X等，可通过监测爆破产生水击波超压进行监控。4．7．2 水下爆破引起岸坡和建筑物的振动，一般为水击波传至岸边激起的高频振动（约数百赫磁量级）和地震引起的低频 （约数十 Hz量级）。在选择测量仪器时应注意频带范围。当爆破规模较大时，考虑涌浪监测。4．7．3 一般饱和度大于 95%的沙土在振动荷载作用下存在液化可能性，需对此类基础的土质岸坡进行监测。4．8 其它开挖爆破安全监测设计4．8．1 爆区周围有大量保护对象时，可对保护对象进行分类，根据保护对象的重要性、结构特征、距离爆区的远近等布置测点。保护对象类型可参照附录 E中表E1进行分类。一般对于同一类型的保护对象可选择在距离爆区最近处的建筑物基础布置监测点， 经调查由于地质、 地形等原因，在较远处可能产生更大危害时，还应增加测点。4．8．2 料场等开挖爆破形成的边坡高度在 50m以下的，宜进行爆破质点振动速度监测；形成的边坡高度50m以上、坡度 55°以上的，应进行爆破质点振动速度监测。4．8．3 基坑开挖爆破对挡水土石围堰安全有影响时，测点一般布置在临基坑的背水侧围堰体内，同一测点应同时布置质点振动及孔隙动水压力传感器。4．8．4 爆破对附近工业或民用建筑物有影响时，应进行爆破振动监测，必要时还应进行噪声及飞石等有害效应监测。4．8．5浅孔爆破爆区周围 100m或深孔爆破爆区周围 300m范围内有高压油、气管线时，应布置 2个以上测点进行跟踪监测。10DL/T5333---202X宏观调查与巡视检查5．0．1 巡视检查是对爆区周围的保护对象进行大范围查看；宏观调查是有针对性地对保护对象进行爆破前后对比观察。5．0．6应根据宏观调查与巡视检查结果，并对照仪器监测成果，评估保护对象受爆破影响的程度。测量不确定度指设备的测试误差。基岩经固结灌浆后声波波速、透水率等指标可满足基础验收要求。5．0．7爆破噪声、振动对人员的影响程度一般分三级：无影响：爆破振动和噪声未对人们的生活和工作带来不利影响；心理影响：爆破振动和噪声使人们产生惊吓感觉，可能引起少量心脏病、 老年人慢性病复发；生理影响：爆破超压引起人们耳鸣、耳聋等危害。爆破有害影响对动物影响程度分三级：无影响；轻微影响：惊吓，或昏厥；严重影响：残疾或死亡。11DL/T5333---202X爆破质点振动监测6．0．2表中的频率范围是根据大量实测资料统计而来，实践中可根据爆破类型、测点的远近，选择不同类型的传感器。一个周期振动需至少采样12点，才能较真实地反映被测物理量的特征，因此，记录设备的采样频率应大于12倍被测物理量的可能最高主振频率。传感器和记录设备均有量程范围，当被测物理量预估幅值超过测试系统量程时，应采取措施对传感器的输出信号进行衰减，或选择其它能满足要求的设备。屏蔽电缆可降低干扰信号，质点振动加速度传感器输出的是电荷信号，测试时必须采用专用屏蔽电缆。6．0．32当只布置两个方向的传感器时，一般布置竖直向和水平径向。根据工程经验，也可在可能产生较大振动的两个方向上布置传感器，如：相邻洞或本洞爆破时，可只在沿洞轴和垂直于洞壁两个水平方向上布置传感器。3爆破振动传播衰减规律测试时， 测点至爆源的距离， 可根据爆破规模参考已有经验公式估算。 每一测点宜布置竖直向、水平径向和水平切向三个方向的传感器。6．0．4宜用石膏、螺栓、水泥砂浆或水玻璃等材料，把速度传感器固定在监测部位。原配在传感器上的长螺杆是经过专门设计，全部插入砂土中才能满足测试要求。在传感器安装过程中，安装角度偏差大，将影响测试的精度。声阻抗是指材料的声波速度值与其密度值的乘积。6．0．52自触发设置值一般为预估峰值的 1/10~1/100。4满足多测点同步测试的要求， 以便测试地震波的传播速度。 值得注意的是：获得各测点振动速度后，应对振动信号开展波形分析与鉴别工作，确定压缩波（ P波）与剪切波（ S波）震相到达的正确位置。由于外界干扰以及传播介质非均质的影响， 实际得到的振动信号记录往往有剪切波与压缩波相互杂糅，但可根据以下两种方法对初至震相进行判别：（1）按速度不同区分；压缩波速度快，剪切波速度慢；压缩波总是先于剪切波被振动监测仪器识取。（2）根据波型特征区分；压缩波传递的能量少、波峰小，压缩波携带能量大，波峰高，且两种波12DL/T5333---202X频率不一致，当剪切波到达时，波型曲线往往表现出突变特点，如图 6.1所示。0.20.2P波0.1S波0P波3904404905400S波390440490540-0.2-0.1-0.4-0.2图6.1爆破振动信号震相识别效果图6爆破振动速度监测前应先对环境噪声情况进行测试，以确定爆破振动信号背景噪声大小，同时对监测仪器的工作状态进行判断，为爆破振动速度信号接收创造良好的条件。如某引水工程，在建好的电站附近开挖引水洞，在开挖区距离中控室500m以外爆破时，厂房工作人员偶尔感觉到振动，且大坝表面有粘接不牢的水泥块掉落，而监测单位的设备基本上未被触发，使得洞挖工程停工。后来对中控室的背景噪声进行监测，发现未爆破时偶尔也有人可以感觉到的振动，且施工期工地附近30km范围内发生过地震，不排除掉块是地震引起的。13DL/T5333---202X爆破动应变监测7．0．11根据应变波频率范围可按下式确定其长度： L≤C（波速）/f（应变波频率）；用于混凝土测试的应变片长度宜大于 2倍最大骨料粒径，可减小由于骨料粒对监测结果的影响。同一测点有振动参数及动应变测试时，两类传感器应尽量靠近，但不能相互影响。用于爆破动应变测量的动态应变仪的频响范围宜为：0~100kHz。7．0．21高边坡开挖爆破的测点宜布置在开挖区后冲向， 距爆区100倍爆破孔孔径以内的边坡体中； 坝基开挖爆破的测点宜布置在开挖区的底部，距离爆区 30倍爆破孔孔径以内的岩体中；结构物表面测点宜布置在可能变形最大的部位。7．0．31在结构表面进行监测时，经防潮处理后，测点的绝缘电阻应大于 100MΩ，应变片长轴方向应与测试方向一致。在结构体内进行监测时，应变元件一般为：应变砖、应变梁或应变环等。14DL/T5333---202X爆破孔隙动水压力监测8．0．11基坑开挖爆破施工期应对大型水电站土石围堰进行孔隙动水压力监测， 洪水期应加强监测。 距河堤50m范围内的航道疏浚爆破，或经估算可能造成土堤边坡滑移时，应进行孔隙动水压力监测。8．0．2封孔段长度，应符合设计。在孔隙动水压力传感器埋设与封孔过程中， 一旦发现仪器测头与连接电缆损坏，必须及时处理或重新埋设。8．0．31在近区监测断面需沿不同高程（深度）布置2～3个点，所有测点均应埋入饱和土层内。2一般基础下部的埋设深度不超过15m。15DL/T5333---202X爆破水击波、动水压力及涌浪监测9．1爆破水击波及动水压力监测9．1．1在重要的水工建筑物、港口、堤防及水产养殖场附近或其它复杂环境中进行水下爆破、水下拆除爆破、水下岩塞爆破、围堰（预留岩埂）水下爆破、航道疏浚爆破、水下开挖爆破、水下压实爆破等作业，应进行水击波及动水压力的监测。9．1．2如自制水击波传感器，应选用侧向效应很小的材料，如：天然碧玺宝石或人造的锆钛锡酸铅等。9．1．3在距建筑物约为 0.2m的迎水面处布置测点，这样既能避免反射波的干扰，同时又能测得反射波的强度。9．2爆破涌浪监测9．2．1在水工建筑物、堤防附近进行规模较大的水下爆破时，涌浪爬高较大或可能翻堤时，必须进行涌浪观测。9．2．3监测仪器设备应符合下列规定：1涌浪压力监测仪器应具有较高的灵敏度， 测试精度应达到 0.001MPa，记录时间不宜小于 1分钟。16DL/T5333---202X爆破有害气体、空气冲击波及噪声监测10．1 爆破有害气体监测10．1．2爆破炸药量增加或更换炸药品种或施工方法、施工条件发生改变时，应在爆破前后测定爆破有害气体浓度。10．1．3采用便携式智能有毒气体检测仪检测时，应配置与检测项目有关的即插即用型智能化电化学传感器。10．2 爆破空气冲击波及噪声监测10．2．1 一般爆破空气冲击波及噪声与质点振动测试传感器布置在同一测点，由同一台记录仪记录。10．2．2 由于敏感建筑物或需保护区域方位不同，对于同一次爆破，可同时选择几个测点。17DL/T5333---202X爆破影响深度检测11．0．1 作为被测介质（如基础、围岩等）的质量检查与验收以及制定合理爆破参数的依据，应进行爆破影响深度检测。声波法：采用跨孔、同孔法穿透法测定纵波速度；钻孔电视：采用录像，记录和观察爆破裂隙的情况；钻孔压（注）水试验法：测定爆破前后的单位吸水量或渗透量变化情况。11．0