【摘 要】水利工程爆破测试与检测技术，重点突出了优质、高效、快速的爆破岩体，同时又安全、合理地保护了地质与生态环境，并且为爆破效果的评估以及爆破有害效应的评价创造了条件，体现了人与自然和谐相处的理念，符合水资源可持续利用与发展的方向。
【关键词】水利工程;爆破;测试;检测
现代爆破测试和检测技术的发展，为观察爆破破岩过程的力学现象、开展爆破效果的评估以及爆破有害效应的评价创造了条件。尤其是现代监测与检测仪器设备的便携化与智能化，大大简化了爆破测试及其资料分析的工作量，为开展快速的反馈设计和及时指导爆破施工提供了可能性。在如小湾、溪洛渡等大型水利水电工程的岩体爆破开挖过程中，爆破检测及信息反馈已成为精细爆破体系的重要组成部分。
１．爆破影响范围检测
由于爆炸荷载的作用，完成岩体爆破破碎的同时，在保留岩体表层附近会形成爆破影响区，该区内岩体表现为出现新增裂缝、原有裂缝的扩张，岩体强度的降低以及渗透性的增大等。传统的岩体爆破影响范围测试有爆前爆后的压水试验法、声波法和钻孔电视法，近年来也发展了一些新的测试方法如CT法、地质雷达法等。
压水试验法是在保留岩体中钻孔，通过爆破前后钻孔的压水试验，确定岩体的渗透系数的变化来确定岩体的破坏程度。
声波法以弹性波理论为基础，在爆破前后根据实测的岩体中波速、波幅、频率和波形的变化情况来判定岩体在爆破荷载作用下的破坏程度，目前仍是爆破损伤范围检测最常用的手段。
钻孔电视法是一种在岩体中钻孔，于爆破前后通过摄像仪对孔壁直接进行观察和拍照，来确定岩体破坏程度的方法。钻孔电视法在一定程度上比声波法更直观、可靠，但是只能观察钻孔壁面的破坏情况，而声波法则能考察一定深度内岩体的状态。
地质雷达法。近年来不需钻孔的地质雷达测试作为非破损物探新技术以其精度高、效率高、剖面直观等优点，在土木工程领域得到愈来愈广泛的应用。地质雷达产生高频短脉冲电磁波向介质内发射，其信号的传播取决于介质的高频电性。
另外，近年也有应用红外线热影像分析方法检测地下工程爆破岩体损伤范围探讨的报道。
2.爆破振动测试
早期用于爆破振动监测的设备多采用有线测量方式，使用光线示波器或磁带机记录，设备体积庞大，价格昂贵，现场操作复杂，布线劳动量大。随着计算机技术的发展，数字式记录仪越来越多。下面对有代表性的爆破振动测试仪器作简要介绍。
（1）Mini-MatePlus微型爆破振动测试仪。为目前世界上最先进的微型爆破振动测试系统之一，最小可测到0.127mm/s的振动，最大采样频率4048Hz，并可根据地震波的大小选择2个量程：31.7mm/s、254mm/s。
（2）MINI—SEISⅡ型小型数字式爆破地震仪。是美国怀特地震工业公司生产的国际上先进的便携式爆破地震仪，性能很好，无须使用交流电，具有1个声通道和3个爆破振动信号通道。爆破结束后数秒就可读出爆破冲击波噪声以及3个向量的速度分量及矢量和它们的主频率。
（3）DSVM系列爆破振动测试仪。该系统是由北京矿冶研究总院研制推出的振动测试仪。自开发研制到现在已经历了4代产品，性能得到不断完善。
（4）TOPBOX爆破振动自记仪是成都拓普电子研究所1996年研制推出的一种适合于爆破现场，对地震波及各种瞬态、随机信号进行采集、记录和分析的微型记录仪。TOP—BOX爆破振动自记仪的特点是：轻小、便携、自带传感器和电源，不需现场布线，操作简便，可多台、多测点独立操作，同步或异步触发，自动完成数据采集和存储。采用低功耗技术，具有高可靠的掉电保护功能，关电后数据不丢失。
（5）TC-4850型爆破测振仪。成都中科测控有限公司最近推出了TC—4850型爆破测振仪，是原TC-3850爆破测振仪升级产品。
3.开挖平整度检测
传统的开挖平整度检测一般使用水准仪、全站仪。今年来，随着测绘技术的发展和相关产品的日益成熟，一些新的检测方法也可适用于开挖平整度的检测。比如近景摄影测量方法和激光扫描的方法。
近景摄影测量的方法首先通过照相机获取需要量测位置的照片及周围若干个控制点的坐标，通过相应的软件处理后，可以得到图片上任意一点的三维坐标。在爆破后获取需要平整度检测部位的照片和周围控制点的坐标后，通过相关近景摄影测量软件的处理，可以得到检测部位任意一点的坐标，从而对任意两点的垂直于壁面方向的坐标相减，即可得到两点的高差。
三维激光扫描技术又称“实景复制技术”，它可以深入到任何复杂的现场环境及空间中进行扫描操作，并直接将各种大型的、复杂的、不规则的、标准或非标准等实体或实景的三维数据完整地采集到电脑中，进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。
4.爆破冲击波及噪声测试
近年来随着工程爆破的规模不断增大，爆破冲击波同爆破地震效应等爆破公害一样，直接威胁人员、地面建筑物、地下构筑物以及设备和设施的安全，甚至会造成重大的财产损失。
爆破空气冲击波对目标的破坏作用，常用超压AP、正压作用时间和比冲量三个参数来度量。目前在爆破空气冲击波测量中，应用较多的是压电式、应变式和机械式压力传感器。早在1982年，冶金部安全技术研究所研制成功了CSR型空气冲击波速度测量系统。
装药在水下爆破产生的水中冲击波对目标的破坏，一般用波阵面最大压力Pm+比冲量I+等水中冲击波的特征参数来度量。水中冲击波测量中常用的传感器分为两类：自由场压力传感器和测量反射波用的传感器。
为满足水下爆破冲击波测试大动态、高量程以及深水等严苛要求，长江科学院根据多年测试成果及经验，精心选配了一套水击波测试系统，在三峡工程三期RCC围堰爆破拆除、湖北白莲河抽水蓄能电站下库出(进)水口预留岩坎拆除爆破等重大工程安全监测中获得了良好效果。
综上所述，水利工程爆破测试与检测技术，重点突出了优质、高效、快速的爆破岩体，同时又安全、合理地保护了地质与生态环境，并且为爆破效果的评估以及爆破有害效应的评价创造了条件，体现了人与自然和谐相处的理念，符合水资源可持续利用与发展的方向。■
【参考文献】
［１］魏彩虹．浅谈水利工程爆破技术新进展．水利科技，2008.
［２］赵明明．论现代水利工程质量检测技术．水利工程，2005.