2024年4月6日发(作者：第夏柳)
ＩＳＳＮ １６７１—２９ｏ０
采矿技术第１４卷第５期
２０１４年９月
ＣＮ ４３—１３４７／ＴＤ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．５ Ｓｅｐ．２０１４
炮孔直径对爆破振动的影响
梁 虎，丁松波，徐荣文，韩 飞，吴从师
（长沙理工大学土木与建筑学院， 湖南长沙４１０００４）
摘要：结合某高铁车站广场两处土石方爆破的工程情况，对现场进行爆破振动数据的采
集并进行回归分析，得出了相应爆破质点振动速度的经验计算公式。爆破振动数据分析
表明，大孔径炮孔爆破与小孔径爆破相比．所产生的质点振动峰值速度大、质点振动持续
的时间长、振动主频率低。
关键词：土石方爆破；炮孔直径；爆破振动；质点振动速度
影响爆破振动速度的因素有很多．总药量、单段
ｋｇ，组与组之间的微差间隔时间７５ ｍｓ。而高堰路
最大药量、爆破区域及测点处的地形地质条件、孔 的爆破也为不规则的台阶爆破，炮孔直径为９０ ｍｍ，
径、孔深、排距等都能对爆破的振动速度产生影
孔深为３～１０ ｍ，孑Ｌ距为２ ３ ｍ，排距为２～３ ｍ，每次
响［１－２］。而相对于改变地形及地质条件（预裂孔爆
爆破孔数１５～３６个，均采用孔内７段导爆管雷管，
破、开挖减震沟及减震孔等措施），改变爆破参数
孔外３段导爆管雷管成组连接成接力式起爆网路，
（孔径、孔深、微差间隔时间、各段药量分部及起爆 最大一段药量为２７～４８ ｋｇ，总药量１４４～２８８ ｋｇ，组
顺序、起爆网络等）对爆破振动的影响更大 ］。卢
与组之间的微差间隔时间７５ ｍｓ 大小孔径爆破均
文波等学者的研究表示．炮孔直径以及测点的爆心 采用耦合装药结构．炮孔填塞长度０．５～１ ｍ．选用的
距是影响爆破振动强度的重要参数，并基于柱面波
２ 岩石乳化炸药，药卷直径为３２ ｍｍ。
理论和球面波及长柱状装药子波理论，得出了相应
的质点峰值振动速度衰减公式，并表示为孔径和距
２测点布置
离的函数＿４］ 更有实测数据表明，小孔径爆破时质 由于爆破区域附近的居民住宅区到爆破中心的
点振动速度的衰减速率比大孔径爆破时快。小孔径
距离最近，因此，测点尽量布置在居民生活区域内，
爆破时，爆破速度更容易衰减＿５ ；并且，爆破振动的
每次爆破布置５—６个监测点。结合爆破区域自由
强度是随着孔径的增大而增大的，增长速率随着比 面的朝向和爆破地震波的传播特性，决定将所有测
例药量的减少而增大＿６］。因此可以认为．炮孔直径
点尽可能布置在一条直线上，并与爆破中心连接成
虽然不是影响爆破振动的决定性因素。但对爆破振
为一条直线，在分别对两处爆破区域周边环境进行
动强度有着重要的影响，本文根据实测爆破振动数 实地考察之后，得到爆破现场平面示意图，炮孔直径
据来讨论不同炮孔孔径的爆破振动。
为７６ ｍｍ的爆破现场平面示意见图１。炮孔直径为
ｌ 土石方爆破参数
９０ ｍｍ的高堰路爆破现场平面示意见图２。
怀化市高铁南站广场建设需对车站广场的场地
３ 实测结果与数据处理
平整和高堰路路堑的开挖进行爆破施工。其中车站
分别对场平爆破进行３次爆破振动监测．对高
广场的场平爆破为不规则的台阶爆破，炮孔直径为
堰路爆破进行５次爆破振动监测，监测系统由加拿
７６ ｍｍ，孔深为４～９ ｍ，孑Ｌ距为２～３ ＩＴＩ，排距为２～３
大Ｉｎｓｔａｎｔｅｌ公司生产的Ｍｉｎｉｍａｔｅ Ｐｒｏ⑥微型测振仪
１ＴＩ，每次爆破孔数２６～４５个，均采用孔内７段导爆管
及配套的速度传感器、高屏蔽低抗镀银信号电缆和
雷管、孔外３段导爆管雷管成组连接成接力式起爆
计算机组成。每个测点每次都能监测爆破振动的水
网路，最大一段药量为３６～７６奴，总药量２６０～３６０
平横向、水平纵向、垂直方向三个方向的振动速度及
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７４０４９）
梁虎，等： 炮孔直径对爆破振动的影响 １４５
最大主频率，在此处选择爆破质点三个方向矢量和
场平爆破（炮孔直径７６ ｉｉｌｌｎ）和高堰路爆破（炮孔直
速度与最大主频率作为监测分析的物理量．得到的
径９０ ｍｍ）的各项实测数据见表１、表２。
圈
图１场平爆破现场
圈
图２高堰路爆破现场
表１炮孔直径９０ ｎｌｎｌ时的爆破振动实测数据
动速度，根据最小二乘法原理，利用编制的回归分析
计算程序ＩＤＴＳ３８５０，对表１、表２中的数据进行一维
线性拟合，得到不同大小炮孔直径矢量和速度的拟
合曲线见图３、图４。
表２炮子Ｌ直径７６ ｌｎｎｌ时的爆破振动实测数据
由图３、图４得到炮孔直径为７６ ＩＴｌｍ时的爆破
质点振动速度的计算公式（１）和炮孔直径为９０ ＩＴｌｍ
时的爆破质点振动速度的计算公式（２）：
卯
８６
㈩
在国内大部分爆破振动质点衰减规律的研究课
题中．大多采用萨道夫斯基经验公式预估质点的振
…６６８
ｌ４６ 采矿技 术
０．０１ ０．１０
ＶＲ
图３直径７６ ｎＵｌｌ炮孔速度爆破矢量和拟合曲线
ｌｏ０・０
，、
１０ ０
鼍
三
ｌ（）
０ １
Ｏ．０１ ０．１Ｏ
０ Ｒ
图４直径９０ １１１１１１炮孔爆破速度矢量和拟合曲线
取炮孔直径为７６ ｍｍ，在２月１９日爆破时，最
大段装药量７６ ｋｇ，爆心距为１５８ ｍ，振动峰值速度
为１．２９ ｃｍ／ｓ测点的波形图（见图５，ｘ轴为爆破振
动时间，Ｙ轴为振动转化的电压信号，与振动速度成
正比，图６坐标定义一样。），同时也提取炮孑Ｌ直径
为９０ ｍｍ，在２月２４日爆破时．最大段装药量４５
ｋｇ，爆心距为１５０ ｍ，振动峰值速度为１．０７ ｃｍ／ｓ测
点的波形图（见图６）。二者的爆心距和振动峰值速
度相差极小，虽然炮孔直径为７６ ｍｍ的最大段装药
量比炮孔直径为９０ ｍｍ的还要大。但比较二者的波
形图我们可以看出大孔径三个方向的振动速度持续
时间却更长，而且大孔径的振动速度矢量和都ＩＬ／Ｊ，
孔径的要大，虽然小孑Ｌ径水平径向和竖直方向的最
大峰值速度比大孑Ｌ径略大一些，这是因为小孔径的
最大段装药量比大孔径多出３１ ，出现这种现象也
属于正常。总体来说，炮孔直径为９０ ｍｍ的振动速
度比炮孔直径为７６ ｍｍ大，振动持续的时间更长。
同时提取与二者相对应的频谱图如图７ 图８
（Ｘ轴为质点爆破振动频率，Ｙ轴为质点爆破振动幅
度）所示，对比两者可见直径为７６ ｍｍ的炮孔爆破
时爆破地震波的高频成分多于炮孑Ｌ直径为９０ ｍｍ
的爆破地震波，并且炮孔直径为９０ ｍｍ的振动频率
大部分要低于炮孔直径为７６ ｍｍ的振动频率，说明
直径为９０ ｍｍ炮孔的振动衰减比７６ ｍｍ的要慢。
图５炮孔直径７６ ｎｌｌｎ测点波形图
１ ｎ
Ｌｏｎｇ２
＾
。
ｌ
图６炮孔直径９０ ｎｌｍ测点波形图
图７炮孔直径７６ ｍｍ测点频谱图
４ 结 论
本文对怀化市高铁南站广场爆破振动监测数据
进行了采集和回归分析，得到了车站广场场地平整
爆破和高堰路爆破地震质点振动速度和比例药量之
2024年4月6日发(作者：第夏柳)
ＩＳＳＮ １６７１—２９ｏ０
采矿技术第１４卷第５期
２０１４年９月
ＣＮ ４３—１３４７／ＴＤ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．５ Ｓｅｐ．２０１４
炮孔直径对爆破振动的影响
梁 虎，丁松波，徐荣文，韩 飞，吴从师
（长沙理工大学土木与建筑学院， 湖南长沙４１０００４）
摘要：结合某高铁车站广场两处土石方爆破的工程情况，对现场进行爆破振动数据的采
集并进行回归分析，得出了相应爆破质点振动速度的经验计算公式。爆破振动数据分析
表明，大孔径炮孔爆破与小孔径爆破相比．所产生的质点振动峰值速度大、质点振动持续
的时间长、振动主频率低。
关键词：土石方爆破；炮孔直径；爆破振动；质点振动速度
影响爆破振动速度的因素有很多．总药量、单段
ｋｇ，组与组之间的微差间隔时间７５ ｍｓ。而高堰路
最大药量、爆破区域及测点处的地形地质条件、孔 的爆破也为不规则的台阶爆破，炮孔直径为９０ ｍｍ，
径、孔深、排距等都能对爆破的振动速度产生影
孔深为３～１０ ｍ，孑Ｌ距为２ ３ ｍ，排距为２～３ ｍ，每次
响［１－２］。而相对于改变地形及地质条件（预裂孔爆
爆破孔数１５～３６个，均采用孔内７段导爆管雷管，
破、开挖减震沟及减震孔等措施），改变爆破参数
孔外３段导爆管雷管成组连接成接力式起爆网路，
（孔径、孔深、微差间隔时间、各段药量分部及起爆 最大一段药量为２７～４８ ｋｇ，总药量１４４～２８８ ｋｇ，组
顺序、起爆网络等）对爆破振动的影响更大 ］。卢
与组之间的微差间隔时间７５ ｍｓ 大小孔径爆破均
文波等学者的研究表示．炮孔直径以及测点的爆心 采用耦合装药结构．炮孔填塞长度０．５～１ ｍ．选用的
距是影响爆破振动强度的重要参数，并基于柱面波
２ 岩石乳化炸药，药卷直径为３２ ｍｍ。
理论和球面波及长柱状装药子波理论，得出了相应
的质点峰值振动速度衰减公式，并表示为孔径和距
２测点布置
离的函数＿４］ 更有实测数据表明，小孔径爆破时质 由于爆破区域附近的居民住宅区到爆破中心的
点振动速度的衰减速率比大孔径爆破时快。小孔径
距离最近，因此，测点尽量布置在居民生活区域内，
爆破时，爆破速度更容易衰减＿５ ；并且，爆破振动的
每次爆破布置５—６个监测点。结合爆破区域自由
强度是随着孔径的增大而增大的，增长速率随着比 面的朝向和爆破地震波的传播特性，决定将所有测
例药量的减少而增大＿６］。因此可以认为．炮孔直径
点尽可能布置在一条直线上，并与爆破中心连接成
虽然不是影响爆破振动的决定性因素。但对爆破振
为一条直线，在分别对两处爆破区域周边环境进行
动强度有着重要的影响，本文根据实测爆破振动数 实地考察之后，得到爆破现场平面示意图，炮孔直径
据来讨论不同炮孔孔径的爆破振动。
为７６ ｍｍ的爆破现场平面示意见图１。炮孔直径为
ｌ 土石方爆破参数
９０ ｍｍ的高堰路爆破现场平面示意见图２。
怀化市高铁南站广场建设需对车站广场的场地
３ 实测结果与数据处理
平整和高堰路路堑的开挖进行爆破施工。其中车站
分别对场平爆破进行３次爆破振动监测．对高
广场的场平爆破为不规则的台阶爆破，炮孔直径为
堰路爆破进行５次爆破振动监测，监测系统由加拿
７６ ｍｍ，孔深为４～９ ｍ，孑Ｌ距为２～３ ＩＴＩ，排距为２～３
大Ｉｎｓｔａｎｔｅｌ公司生产的Ｍｉｎｉｍａｔｅ Ｐｒｏ⑥微型测振仪
１ＴＩ，每次爆破孔数２６～４５个，均采用孔内７段导爆管
及配套的速度传感器、高屏蔽低抗镀银信号电缆和
雷管、孔外３段导爆管雷管成组连接成接力式起爆
计算机组成。每个测点每次都能监测爆破振动的水
网路，最大一段药量为３６～７６奴，总药量２６０～３６０
平横向、水平纵向、垂直方向三个方向的振动速度及
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７４０４９）
梁虎，等： 炮孔直径对爆破振动的影响 １４５
最大主频率，在此处选择爆破质点三个方向矢量和
场平爆破（炮孔直径７６ ｉｉｌｌｎ）和高堰路爆破（炮孔直
速度与最大主频率作为监测分析的物理量．得到的
径９０ ｍｍ）的各项实测数据见表１、表２。
圈
图１场平爆破现场
圈
图２高堰路爆破现场
表１炮孔直径９０ ｎｌｎｌ时的爆破振动实测数据
动速度，根据最小二乘法原理，利用编制的回归分析
计算程序ＩＤＴＳ３８５０，对表１、表２中的数据进行一维
线性拟合，得到不同大小炮孔直径矢量和速度的拟
合曲线见图３、图４。
表２炮子Ｌ直径７６ ｌｎｎｌ时的爆破振动实测数据
由图３、图４得到炮孔直径为７６ ＩＴｌｍ时的爆破
质点振动速度的计算公式（１）和炮孔直径为９０ ＩＴｌｍ
时的爆破质点振动速度的计算公式（２）：
卯
８６
㈩
在国内大部分爆破振动质点衰减规律的研究课
题中．大多采用萨道夫斯基经验公式预估质点的振
…６６８
ｌ４６ 采矿技 术
０．０１ ０．１０
ＶＲ
图３直径７６ ｎＵｌｌ炮孔速度爆破矢量和拟合曲线
ｌｏ０・０
，、
１０ ０
鼍
三
ｌ（）
０ １
Ｏ．０１ ０．１Ｏ
０ Ｒ
图４直径９０ １１１１１１炮孔爆破速度矢量和拟合曲线
取炮孔直径为７６ ｍｍ，在２月１９日爆破时，最
大段装药量７６ ｋｇ，爆心距为１５８ ｍ，振动峰值速度
为１．２９ ｃｍ／ｓ测点的波形图（见图５，ｘ轴为爆破振
动时间，Ｙ轴为振动转化的电压信号，与振动速度成
正比，图６坐标定义一样。），同时也提取炮孑Ｌ直径
为９０ ｍｍ，在２月２４日爆破时．最大段装药量４５
ｋｇ，爆心距为１５０ ｍ，振动峰值速度为１．０７ ｃｍ／ｓ测
点的波形图（见图６）。二者的爆心距和振动峰值速
度相差极小，虽然炮孔直径为７６ ｍｍ的最大段装药
量比炮孔直径为９０ ｍｍ的还要大。但比较二者的波
形图我们可以看出大孔径三个方向的振动速度持续
时间却更长，而且大孔径的振动速度矢量和都ＩＬ／Ｊ，
孔径的要大，虽然小孑Ｌ径水平径向和竖直方向的最
大峰值速度比大孑Ｌ径略大一些，这是因为小孔径的
最大段装药量比大孔径多出３１ ，出现这种现象也
属于正常。总体来说，炮孔直径为９０ ｍｍ的振动速
度比炮孔直径为７６ ｍｍ大，振动持续的时间更长。
同时提取与二者相对应的频谱图如图７ 图８
（Ｘ轴为质点爆破振动频率，Ｙ轴为质点爆破振动幅
度）所示，对比两者可见直径为７６ ｍｍ的炮孔爆破
时爆破地震波的高频成分多于炮孑Ｌ直径为９０ ｍｍ
的爆破地震波，并且炮孔直径为９０ ｍｍ的振动频率
大部分要低于炮孔直径为７６ ｍｍ的振动频率，说明
直径为９０ ｍｍ炮孔的振动衰减比７６ ｍｍ的要慢。
图５炮孔直径７６ ｎｌｌｎ测点波形图
１ ｎ
Ｌｏｎｇ２
＾
。
ｌ
图６炮孔直径９０ ｎｌｍ测点波形图
图７炮孔直径７６ ｍｍ测点频谱图
４ 结 论
本文对怀化市高铁南站广场爆破振动监测数据
进行了采集和回归分析，得到了车站广场场地平整
爆破和高堰路爆破地震质点振动速度和比例药量之