CAP1400示范工程核島負(fù)挖爆破危害效應(yīng)監(jiān)測(cè)分析

王 飛

(1.安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001； 2.國(guó)核工程有限公司，上海 200000)

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CAP1400示范工程核島負(fù)挖爆破危害效應(yīng)監(jiān)測(cè)分析

王 飛1，2

(1.安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001； 2.國(guó)核工程有限公司，上海 200000)

結(jié)合爆破控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)CAP1400示范工程核島負(fù)挖爆破危害效應(yīng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，介紹了爆破監(jiān)測(cè)點(diǎn)的構(gòu)成與布置方式，并分析了爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了有效控制爆破危害效應(yīng)的目標(biāo)。

核島負(fù)挖，爆破控制，監(jiān)測(cè)點(diǎn)，危害效應(yīng)

CAP1400示范工程作為《國(guó)家科學(xué)和技術(shù)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》明確的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，對(duì)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和建設(shè)核電強(qiáng)國(guó)具有重要深遠(yuǎn)意義[1]。CAP1400示范工程核島負(fù)挖主要采用爆破開(kāi)挖的方式進(jìn)行，由于爆破開(kāi)挖過(guò)程中引起的爆炸應(yīng)力波可能造成基巖、新澆混凝土及周邊建(構(gòu))筑物不同程度的損傷，影響工程安全，必須對(duì)爆破開(kāi)挖進(jìn)行必要的控制。為有效控制爆破危害效應(yīng)的影響，故對(duì)爆破作業(yè)產(chǎn)生的爆破振動(dòng)、噪聲和沖擊波等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1 爆破控制標(biāo)準(zhǔn)

1)基巖的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)。距爆破中心37 m處質(zhì)點(diǎn)峰值速度(PPV)不允許超過(guò)50 mm/s。距離開(kāi)挖邊界小于4 m或基巖開(kāi)挖底部小于2 m時(shí)，距爆破中心37 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)峰值速度(PPV)不允許超過(guò)25 mm/s。質(zhì)點(diǎn)峰值速度(PPV)取三個(gè)正交方向中的最大速度；且應(yīng)該在基巖、穩(wěn)定的覆蓋層或固定基礎(chǔ)上測(cè)量。

2)新澆混凝土的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)爆破在現(xiàn)場(chǎng)大體積新澆混凝土從初凝到28 d內(nèi)任意時(shí)候進(jìn)行時(shí)，新澆混凝土處的質(zhì)點(diǎn)峰值安全允許速度(PPV)見(jiàn)表1[2]。

表1 新澆混凝土處質(zhì)點(diǎn)峰值安全允許速度

3)臨近建筑物的爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于臨近建筑物，質(zhì)點(diǎn)峰值安全允許速度(PPV)見(jiàn)表2[2]。

表2 臨近建筑物質(zhì)點(diǎn)峰值安全允許速度

4)空氣過(guò)壓監(jiān)測(cè)的控制標(biāo)準(zhǔn)。廣義上講，爆破造成的空氣過(guò)壓主要包括空氣沖擊波超壓以及爆破突發(fā)噪聲兩個(gè)部分。爆破空氣沖擊波超壓的安全允許標(biāo)準(zhǔn)為[2]：對(duì)人員為0.02×105Pa；對(duì)于建筑物，根據(jù)受保護(hù)對(duì)象，參照建筑物的破壞程度與超壓的關(guān)系表確定允許標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。

表3 建筑物破壞程度與超壓關(guān)系表

爆破作業(yè)噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)為：在最近村莊和居民區(qū)的爆炸噪聲應(yīng)小于120 dB。

5)雜散電流監(jiān)測(cè)的控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于采用普通電雷管電力起爆網(wǎng)絡(luò)的爆破施工，場(chǎng)區(qū)的雜散電流值不得大于30 mA。

2 爆破測(cè)點(diǎn)布置

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的構(gòu)成

在爆破區(qū)域周圍，至少使用3臺(tái)可用和經(jīng)校準(zhǔn)的測(cè)振儀，監(jiān)測(cè)和記錄振動(dòng)、噪聲，能夠數(shù)字化存儲(chǔ)和記錄數(shù)據(jù)。結(jié)合多個(gè)相關(guān)核電工程的監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，本次監(jiān)測(cè)工作的爆破振動(dòng)、噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其構(gòu)成如圖1所示。

2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

根據(jù)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求，以及基巖爆破振動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)，本次監(jiān)測(cè)工作的監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要包括基巖、新澆大體積混凝土和結(jié)構(gòu)及設(shè)施等三類，具體布置原則如圖2所示。

3 爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

3.1 測(cè)試系統(tǒng)選擇

目前廣泛應(yīng)用的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括兩種類型：自記儀系統(tǒng)和海量數(shù)據(jù)數(shù)字記錄系統(tǒng)。鑒于負(fù)挖爆區(qū)位置、開(kāi)挖區(qū)形貌是動(dòng)態(tài)變化性，爆破監(jiān)測(cè)主要采用智能自動(dòng)記錄測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況輔以海量數(shù)據(jù)數(shù)字記錄系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2 爆破測(cè)試數(shù)據(jù)處理

振動(dòng)數(shù)據(jù)處理采用與TC-4850爆破振動(dòng)自記儀配套的軟件Blasting vibration analysis和Vib’SYS數(shù)值振動(dòng)信號(hào)采集分析系統(tǒng)。Vib’SYS軟件可以根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)定文件快速準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，確定速度的峰值(見(jiàn)圖3)，并通過(guò)快速傅立葉變換求出頻率(見(jiàn)圖4)[3，4]。

沖擊波和噪聲數(shù)據(jù)處理采用與動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀相對(duì)應(yīng)的軟件BR-mini和Vib’SYS數(shù)值振動(dòng)信號(hào)采集分析系統(tǒng)，Vib’SYS軟件可以根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)定文件快速準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，確定沖擊波壓強(qiáng)的峰值(見(jiàn)圖5)以及噪聲的峰值(見(jiàn)圖6)。

3.3 爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

1)37 m基巖振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)結(jié)果(控制閾值為2.5 cm/s)分析。表4為核島負(fù)挖爆破施工(共52次)基巖振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(控制閾值為2.5 cm/s)。其振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：距爆區(qū)37 m基巖處爆破振動(dòng)實(shí)測(cè)速度值范圍為0.18 cm/s～2.47 cm/s，為安全閾值的7.2%～98.8%，頻率范圍為10.87 Hz～71.43 Hz。

表4 爆破施工基巖監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(控制閾值為2.5 cm/s)

2)37 m基巖振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)結(jié)果(控制閾值為5.0 cm/s)分析。表5為核島負(fù)挖爆破施工(共24次)基巖振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(控制閾值為5 cm/s)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，距爆區(qū)37 m基巖處爆破振動(dòng)實(shí)測(cè)速度值范圍為0.54 cm/s～4.96 cm/s，為安全閾值的10.8%～99.2%，頻率范圍為8.77 Hz～71.43 Hz。

表5 爆破施工基巖監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(控制閾值為5.0 cm/s)

3)沖擊波和噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果分析。表6為核島負(fù)挖爆破施工沖擊波和噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：近處37 m實(shí)測(cè)沖擊波范圍為0.023 kPa～1.25 kPa，小于爆破空氣沖擊波超壓人員安全允許標(biāo)準(zhǔn)2 kPa；噪聲范圍為62.0 dB(A)～83.1 dB(A)，小于爆破作業(yè)噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)120 dB。上述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均是距爆源較近處(27 m～37 m)測(cè)得，在爆破實(shí)施過(guò)程中，均采取了人員警戒，警戒范圍為300 m，因此當(dāng)在警戒范圍300 m以外時(shí)，沖擊波和噪聲遠(yuǎn)小于上述實(shí)測(cè)值，基本無(wú)沖擊波和噪聲感應(yīng)，沖擊波和噪聲不會(huì)對(duì)人員造成影響。

表6 核島負(fù)挖爆破施工沖擊波和噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)CAP1400示范工程核島負(fù)挖76次爆破施工進(jìn)行同步跟蹤監(jiān)測(cè)，經(jīng)過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析可以得知：1)核島負(fù)挖爆破所有爆破振動(dòng)速度均未超過(guò)控制參數(shù)，37 m實(shí)測(cè)沖擊波小于爆破空氣沖擊波超壓人員安全允許標(biāo)準(zhǔn)，噪聲小于爆破作業(yè)噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)。2)爆破實(shí)施過(guò)程中人員警戒范圍為300 m，沖擊波和噪聲遠(yuǎn)小于實(shí)測(cè)值，基本無(wú)沖擊波和噪聲感應(yīng)，沖擊波和噪聲不會(huì)對(duì)人員造成影響。3)嚴(yán)格審核爆破設(shè)計(jì)，加強(qiáng)過(guò)程管控，并對(duì)爆破危害效應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋從而優(yōu)化爆破參數(shù)，可以有效控制爆破危害效應(yīng)。

[1] 邵光強(qiáng)，王平春.CAP1400核電工程HSE管理體系建設(shè)與運(yùn)行分析[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2013，9(7):184.

[2] GB 6722—2003,爆破安全規(guī)程[S].

[3] 張世雄,胡建華,陽(yáng)生權(quán),等.地下工程爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析[J].爆破，2001，18(2):51.

[4] 李夕兵,凌同華,張義平.爆破震動(dòng)信號(hào)分析理論與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

Monitoring and analysis of blasting harmful effect of nuclear island excavation in CAP1400 nuclear power plant

Wang Fei1,2

(1.AnhuiUniversityofScience&Technology,Huainan232001,China; 2.NationalNuclearEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200000,China)

Combining with the blasting control standards, the paper supervises the blasting harmful effect of nuclear island excavation in CAP1400 nuclear power plant, introduces the components and allocation approaches of the blasting supervision points, analyzes the blasting supervision result, and realizes the effective control over the blasting hazard effect.

nuclear island foundation excavation, blasting control, supervision point, hazard effect

1009-6825(2016)11-0101-02

2016-02-02

王 飛(1988- )，男，在讀工程碩士，工程師

TU745.4

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