爆破测振作业指导书.docx

爆破测振作业指导书1 适用范围及依据1.1适用范围使用分离式振动传感器，可对微小振动及超强振动进行测量。包括爆破振动监测、工程环境监测、建筑、机电设备、交通运输、机械振动等领域针对振动、压力、应力、位移、温度、湿度等动态过程的监测、记录、报警和分析。本规程适用于爆破振动参数测试。主要设备有TC-4850爆破测振仪及其配套传感器。1.2标准及依据测试主要依据工程测试合同以及有效的技术规程（规范）。所应用的技术规程（规范）有：（1） 爆破安全规程（GB6722-2014）；（2） 水电水利工程爆破施工技术规范 （DL/T5135-2013）（3） 水电水利工程爆破安全监测规程 （DL/T5333-2005）（4） 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范（DL/T5099-2011）；（5） 水利水电建设工程验收规程（SL223-2008）。2 测量原理及目的通过加速度传感器，把振动信号转换成电信号，通过对输入信号的处理分析，取得所测点的振动传播速度、振幅、频率等参数，并通过分析处理求得相关的数值，并可用打印机打印出相应的测量值。爆破振动测试主要目的： （1）利用测振结果和经验公式计算结果，拟选择爆破方案，并对爆破方案进行修正、限制和优化。确定合适的爆破方案，指导爆破设计与施工，确保施工安全。 （2）在爆破工程中对特定建筑物进行地震监测，以保证建筑物和运行设备的安全。严格将爆破震动危害控制在允许的范围内，对监测对象进行安全评价。 （3）在爆破过程中，对特定位置、可能引起民事纠纷的地段或建筑物进行地震监测，为工程验收和可能发生的司法程序提供依据。3 仪器设备中国科学院成都测控研究所生产的TC-4850高精度爆破测振仪，本仪器使用分离式振动传感器，内置记录功能，数据记录功能为连续模式,振动分析仪能同时显示物理量、主频及记录发生时刻。主要技术指标如下：TC-4850振动测试记录仪通道数:并行三通道显示方式：全中文液晶屏显示供电方式:内置可充电锂电池供电采样率:1 kHz 50 kHz ，多档可调A/D分辨率:16 Bit频响范围:0 Hz 20 kHz采集方式:并行三通道采集，多组级联记录时长：1秒160秒可调触发模式：内触发，外触发量程:自适应量程，无需设置，最大输入值10V(35 cm/s)触发方式:连续触发记录可达128次1000次触发电平:0-10V(0-35cm/s)任意可调存储空间大小:1M SRAM ,128 M flash记录精度:0.05mv(0.5mm/s)读数精度:1 时钟精度:1个月5秒数据接口:USB 2.0电池续航时间：60小时适应环境：-10 75 ，20 100 RH尺寸大小:168mm 99mm 64mm重量:1000g 资料处理采用中国科学院成都测控研究所研制的Blasting vibration analysis爆破振动分析处理软件5.0.0版。该软件可有效分析实测振动速度幅值及频率数据，并对三通道数据及其合成量进行分析。4 操作步骤爆破振动监测是实时监测，所以在爆破前根据实地调查结果进行细致的准备工作，并严格按照工作流程进行工作。为确保监测的准确可靠，首先对爆破点附近的监测对象进行详细准确的调查后，确定监测对象，然后在爆破前对监测系统进行检查、检测和标定，同时根据监测对象与爆破点相对位置关系，确定测点位置及布置方法，提前进入现场进行安置，根据爆破时间进行监测。4.1测点的布置方法测点布置应遵循以下原则：1）应按测试设计要求布置测点，统一编号并绘制测点布置图。2）传感器布置具体位置：a、被测对象为建（构）筑物时，测点布置在建（构）筑物距爆区最近侧的地基上；b、被测对象为边坡时，最近测点布置在距爆区最近的马道内侧坡脚；c、被测对象为相邻洞时，最近测点布置在邻洞距爆区最近的洞壁，距地板13洞高处；d、被测对象为本洞时，最近测点布置在本洞距爆区1倍洞径的洞壁，距地板13洞高处。3）需获取爆破振动传播衰减规律时，测点至爆源的距离，按近密远疏的对数规律布置，测点数量根据需要确定，但一次取得的有用数据应不少于5个。4.2传感器的安装与防护 (1)传感器的安装1）地面安装：安装时，请保持安装底面与地面的平行，和Z向与地面的垂直，并确保传感器正面朝上。 2）侧壁安装：安装时，注意确保传感器的正面向上，并利用水平尺等工具，确保传感器的正面与地面水平，与侧面垂直，然后再利用胶剂或夹具将传感器刚性固定。 3）顶拱安装：安装时，将传感器的正面紧贴顶墙面并利用水平尺等工具，确保传感器底面与地面水平，其后利用胶剂或夹具将传感器刚性固定。（2）传感器的防护 . 1）距离爆源较近时容易受到较大飞石击中,应使用预制钢筋混凝土小框架遮挡,必要时顶部增设钢板等覆盖保护；2）距离爆源较远时受小石块影响,可使用金属盒或安全帽覆盖保护；3）在测点处插红旗子等明显标记。4.3监测仪器基本参数的选取电平：为了避免环境干扰引入的噪声信号而引起仪器误触发，需要设置一个门坎值，也就是触发电平。需要注意的是，如果触发电平值设置过高，仪器不会触发，信号不能被记录；设置太低，仪器会无触发。测试前，预估本次测试信号幅度的大小，将触发电平值设为被测信号幅度峰值的20%。 模式：仪器有两种触发模式：内触发和外触发。内触发采用的是电平触发，当信号高于设定的触发电平值瞬间触发，仪器进入采集；外触发为外接无线模块触发。使用内触发模式时，将触发电平设置好后可撤离，当信号高于触发电平仪器工作，开始记录。速率：测试前，需要对被测信号频率作预估，据此设置采样率。常规爆破振动测试推荐设置8KHz或16KHz采样率。时间 ：采样时间是指仪器从触发开设记录到记录完毕的时间。延时：为了保证不丢失触发前的信号头，需要在信号缓存区预留一定的空间来保存信号头，即从触发点向前与保留数据，需要设置负延时。负延时记录应为0.25秒左右。4.3 现场数据采集1）根据测试任务和目的，现场采点，布设传感器。合理分配采集机的接收通道，并将仪器安放在安全可靠的位置，必要时应采取适当的措施防止爆破损坏仪器。2）将传感器与采集仪依次联接完毕。并对仪器进行触发试验，确认仪器工作正常。关闭工作电源。3）在爆破之前约十五分钟，依次打开工作电源，使仪器处于工作待机状态。4）待爆破结束后依次关闭工作电源。取下传感器，数据已全部保存在采集仪中。4.4数据传输 在电脑上安装爆破振动分析软件，简称BVA（Blasting Vibration Analysis）将采集仪与电脑连接，打开采集仪工作电源，启动BVA程序，软件包括对仪器的参数设置、采集数据、特定的事后分析等功能，该系统采集的数据可转换为其他格式(如.txt)文件，能被其他分析软件所调用，进行各种分析处理。4.5仪器的保养 1) 当仪器电池电压过低时（正常值：6.00V以上），需及时充电。 2) 每次工作完毕，应将采集机和传感器处理干净，放回仪器箱，并确认主机处于关机状态。 3) 搬运和使用时应轻拿轻放，避免传感器受冲击而损坏。 4) 长时间存放（1个月）必须将采集机内的电池取出，防止电池漏液而腐蚀仪器。5 资料整理与成果分析5.1 资料整理数据读取后，可应用BVA程序对所测结果进行放大、压缩、展宽、频谱分析、数据输出等操作。并能通过软件计算爆破特征参数。软件功能操作具体参见使用说明书。为了有效可靠地进行爆破参数的分析确定，在工程爆破测试过程中应收集以下资料或数据：1）工程爆破施工方案。2）所测爆破事件的总药量、爆破网络公布图、分段药量、微差时间等爆破参数。3）测点分布坐标及高程。5.2 成果分析1）频谱分析采用幅值频谱FFT方法计算，其中窗函数推荐采用矩形窗。按此计算求得最大幅值对应的频率为主振频率。2）合速度计算：读取同时测试的XYZ三向振动速度数字化波形，取相同时刻的三向振动速度值进行矢量求和的最大值。3）爆破振动传播衰减规律统计分析 a、将相同地形地质条件和爆破条件下测得的爆破振动速度峰值或合速度峰值、测点距离、振动速度峰值时刻对应的同段爆破药量。按以下公式进行最小二乘法回归计算，求得K、a值：式中：V指点振动速度， cms; K、a与爆区至测点间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，统计分析获得或者通过实测数据回归计算获得： Q炸药量，齐发爆破时为总装药量，延时爆破时为对应于V值时刻起爆的单段药量，Kg； R测点至爆心的距离，m。b、对回归计算结果应进行相关性检验，相关度不应小于90。c、实测数据不能满足爆破振动衰减规律计算条件时（有效数据少于6个），不应进行统计分析。4) 波形分析：爆破振动波形特征是短间隔多次振动，因为一次爆破通常都是分段起爆，每段爆破将根据药量和爆破条件的变化而产生不同的振动峰值，因此在波形分析中根据不同时刻的峰值变化，首先将不同起爆段分别对应的峰值振速查找出，这样一次爆破测振可获得更多的比例距离条件下的峰值振速信息，增加了振动数据统计分析的可靠性、准确性，也提高了振动测试的效率。5) 主振频率：选取所关心的振动波形段进行频谱分析6) 振动持续时间：爆破振动持续时间分为一段振波持续时间和全部爆破振动持续时间。一段振波可分成主振段和尾振段，从初至波到幅值衰减到A=Amax/e以为主振波，主振波历时为段振波持续时间。根据段振波持续时间可确定合理微差起爆间隔时间，可分析介质的阻尼特征等。全部爆破振动持续时间指振动波初始到结束的持续时间，大多数情况下对全部爆破振动持续时间并不关心，但它也是反应爆破振动强弱的重要指标之一，在考虑振动疲劳破坏时有一定意义。6 报告编写1）测试报告应包括：测试时间、地点、参加人员、目的和方法、测点布置、 测试系统的标定结果、实测波形图及其处理方法、各种实测数据、判定标准和判定结论、分析结果与建议。测试数据应包括测试指标、钻爆参数。2）重复爆破的测试项目，应在每次爆破后及时提交测试简报。待现场测试工作结束后编制完整的测试报告。3）当测试数据超过相应的控制标准时，应在规定时间内报告相关部门。依据检测频度的不同，一般以快报、日报、周报、旬报、或月报等形式发送报告。4）结论与建议：明确给出测试成果，并针对振动测试对象的不同提出最优化的方案，达到减小振动破坏的程度。5）测试报告封面应加盖CMA编号章。测试报告的正文应包括（但不限于）一下附件：检测机构营业执照、质量技术监督部门颁发的计量认证证书资质、主要技术人员资质证书等附件。副本可不含附件。7远程测振与远程测振系统远程测振是通过网络和远程测振系统控制测振仪器，设备，获取测振仪器设备及与爆破振动有关的数据。工程爆破远程测振系统是将工程爆破安全技术与信息技术、云计算技术、大数据管理技术相融合而研发的，是在规范和研究现有的爆破测振仪器设备及其现场安装方法、检定和校准方法、数据采集传输处理方法的基础上建设的。利用智能感知技术、身份识别技术、实现爆破振动信号的实时记录和远程传输（传入测振中心数据库），提高了测试数据的客观性和实时性。8 爆破振动安全控制指标 针对工程爆破爆源周围环境条件和保护目标的状态，参考爆破安全规程（GB6722）和其它行业标准及政府、有关保护目标的所有权单位提出的要求，预先分析确定保护目标的爆破振动安全允许值。