地铁隧道钻爆施工地表振动速度特征研究

为了研究地铁隧道爆破振动规律并有效地控制爆破振动危害,对贵阳地铁二号线一期工程隧道爆破开挖进行实时监测,然后对监测数据进行回归分析,计算出爆破地震波衰减系数α和k值,并利用大型有限元软件LS-DYNA对爆破施工进行数值模拟,结果表明:用萨道夫斯基公式对地铁隧道掘进的地表振动速度进行拟合时,隧道掘进前方比掘进后方的相关性较好,数值模拟计算所获得的地表振动速度规律与现场监测结果基本一致,地铁隧道掌子面后方已开挖区的地表振动速度存在放大现象。因此,在进行爆破施工方案设计时,必须考虑已开挖区的地表振动速度放大的影响,保障掌子面后方地表建筑物的安全。     

地铁隧道掘进爆破地表振动效应研究

以武汉地铁2号线隧道工程为背景,采用现场爆破振动监测及数值模拟方法,对掘进爆破过程中产生的地表振动效应进行研究。结果表明,掌子面后方沿隧道轴线已开挖区地表振动速度存在放大现象,数值计算所获得的地表振速峰值与现场监测结果吻合较好,其变化规律和特征与实测结果基本一致,证明采用数值模拟方法研究隧道掘进爆破产生的振动效应是可行的,能为后续的施工提供参考。     

城区复杂环境下地铁隧道爆破掏槽方式优化

爆破振动控制是复杂城区环境地铁隧道爆破施工中的重点关注问题，而掏槽爆破往往是在隧道爆破中产生的振动强度最大。结合武汉地铁7号线北延线(前川线)爆破工程背景，综合数值模拟及现场测试验证方法，计算对比分析了单楔形掏槽、四直孔掏槽和双楔形掏槽三种掏槽方式下爆破振动强度，提出了基于爆破振动速度控制的地铁隧道掏槽爆破优化方式。研究结果表明：在单楔形掏槽、四直孔掏槽与双楔形掏槽三种掏槽爆破方式下，沿隧道开挖轴线方向，三种掏槽方式具有相似的传播规律，在0～10 m范围内，x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而减小，在0～-5 m范围内，x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而不断衰减，当地表质点与掌子面水平距离超过5 m时，x向(水平径向)峰值振动速度整体趋势表现为先上升后下降。隧道左导洞上台阶已开挖区对地表振动速度具有放大效应，即存在“空洞效应”;垂直于隧道开挖轴线方向，x向(水平径向)峰值振动速度在隧道左右两侧分布规律大致相似，且随着与原点水平绝对距离的增加而逐渐减小，隧道左导洞上台阶存在临空面，使隧道左侧x向(水平径向)峰值振动速度大于隧道右侧；由于采用延时起爆方...     

浅埋地铁隧道爆破振动速度传播规律及预测

为了更好地控制浅埋隧道爆破施工对地表建(构)筑物产生的不利影响,以武汉地铁八号线洪山站-小洪山站区间隧道开挖爆破为研究对象,采用数值模拟与现场监测相结合的方法进行浅埋隧道爆破振动传播规律及预测研究.结果表明:数值模拟结果与现场监测结果基本一致;地铁隧道爆破开挖作用下地表3个方向的质点振动速度为垂直方向最大;沿隧道径向方...     

爆破开挖附近地铁隧道振动监测数值分析

利用计算机数值模拟技术分析在既有地铁隧道附近进行隧道开挖时,使用掘进爆破对邻近地铁隧道的振动影响情况。通过计算爆破工作面距离地铁隧道不同位置的工况,得出地铁隧道截面各处的振动峰值速度,并与实际测量值进行比较分析,由此得到实际测点处速度峰值与地铁隧道内最大振动速度峰值的比值曲线和分布函数,从而对基于爆破振动安全阈值下的地铁隧道振动进行控制,对类似工程爆破振动监测可提供一定参考。     

爆破开挖附近地铁隧道振动监测数值分析

利用计算机数值模拟技术分析在既有地铁隧道附近进行隧道开挖时,使用掘进爆破对邻近地铁隧道的振动影响情况。通过计算爆破工作面距离地铁隧道不同位置的工况,得出地铁隧道截面各处的振动峰值速度,并与实际测量值进行比较分析,由此得到实际测点处速度峰值与地铁隧道内最大振动速度峰值的比值曲线和分布函数,从而对基于爆破振动安全阈值下的地铁隧道振动进行控制,对类似工程爆破振动监测可提供一定参考。     

隧道掘进爆破下新浇二次衬砌的动力特性

现场监测福平铁路新鼓山隧道掘进爆破诱发的新浇二次衬砌上质点的振动速度,将现场实测的最大振动速度与《爆破安全规程》(GB 6722-2014)中新浇混凝土的安全允许振速比较,并讨论振速沿二次衬砌里程的空间分布规律。利用有限元软件ANSYS/LSDYNA对不同的工况进行模拟,分析表明,仅选取新浇二次衬砌离掌子面最近处的横断面进行爆破峰值振速监测,不能真实反映隧道掘进爆破对新浇二次衬砌的影响,应以距离掌子面最近面后方2m处的拱顶作为重点监测对象。并建议当新浇二次衬砌与掌子面距离过近时,宜在衬砌中添加钢筋网以保护衬砌,为类似二次衬砌的监测工作提供参考。     

隧道掘进爆破下新浇二次衬砌的动力特性

现场监测福平铁路新鼓山隧道掘进爆破诱发的新浇二次衬砌上质点的振动速度,将现场实测的最大振动速度与《爆破安全规程》(GB 6722-2014)中新浇混凝土的安全允许振速比较,并讨论振速沿二次衬砌里程的空间分布规律。利用有限元软件ANSYS/LSDYNA对不同的工况进行模拟,分析表明,仅选取新浇二次衬砌离掌子面最近处的横断面进行爆破峰值振速监测,不能真实反映隧道掘进爆破对新浇二次衬砌的影响,应以距离掌子面最近面后方2m处的拱顶作为重点监测对象。并建议当新浇二次衬砌与掌子面距离过近时,宜在衬砌中添加钢筋网以保护衬砌,为类似二次衬砌的监测工作提供参考。     

隧道掘进爆破振动在地表及上部岩体传播特征?

为了解隧道掘进爆破振动信号在地表及上部岩体内传播的特征,以鹤大高速小沟隧道掘进爆破为工程背景进行研究。对地表部分,现场监测后利用小波包分析对监测数据进行信号去噪重构处理,对得到的纯净信号进行时频分析及能量分布研究,进而得出振动信号沿地表的频率分布规律及能量衰减规律。对上部岩体,利用ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,提取关键点振速,分析得出开挖与未开挖两侧振动信号在隧道上部岩体内传播过程中的质点振速与能量衰减规律。为隧道爆破掘进动力响应研究、爆破震害评估和爆破设计的改进提供依据。     

浅埋隧道爆破施工对邻近水坝安全的影响分析

隧道开挖爆破振动对邻近建构筑物安全造成的影响不容忽视。以成贵高铁豆子湾浅埋隧道下穿既有水库段(近接水库坝体)施工为背景,通过对地表及坝体的现场振动监测,分析爆破地震波的振动特征及衰减规律,并采用水工规范振动控制标准对坝体振动安全进行分析。结果表明:受夹制作用和装药集中程度等因素影响,浅埋隧道掏槽爆破时振动最为强烈;控制掏槽孔装药量、合理的掏槽孔布置和装药结构是决定隧道开挖爆破震害的关键;隧道爆破施工时坝体顶部最大的振动速度仅为0.45 cm/s,远小于坝体允许爆破振动速度,故采用台阶法进行隧道开挖爆破施工可以确保坝体安全。     

取水隧洞内外爆破振动安全分析

为确保核电工程前期取水隧洞的顺利建设和后期核岛及附属结构的安全运营,对广东台山核电站取水隧洞爆破开挖过程中其内部与地表的振动进行测试。根据隧洞内部与地表处设置的振动监测点与开挖面的距离不同,爆破振动测试过程中的监测点可分为3个区域。通过分析不同区域地下及地表的质点峰值振动速度传播规律发现:不同区域质点峰值振动速度随比例药量的增加整体呈增大的变化趋势;对于距离爆源较近的区域,隧洞内部的振动速度大于地表振动速度,而距离爆源较远区域其地表的振动速度大于隧洞内部的振动速度。另外,随爆源距的增加,地表振动衰减系数逐渐减小,而隧道内部衰减系数逐渐增加。因此,对于具有多项控制要求的浅埋地下隧道工程爆破,应分区域进行地下、地表振动监测,以达到控制爆破振动安全的要求。     

地铁隧道小净距下穿地下洞室振速控制研究

为控制地铁隧道爆破在小净距下对人防洞室的有害振动效应,以武汉市地铁5号线隧道的爆破掘进工程为依托,基于ANSYS-Lsdyna平台,通过建立地铁隧道掏槽孔延时起爆的三维数值模型,研究掏槽炮孔的电子雷管最佳延时设置时间,结合对比分析数值模拟和隧道爆破振动监测数据,采用等效弹性边界的载荷加载的数值模拟方法,能够有效地模拟复杂环境下地铁隧道掏槽爆破振动,能较好地模拟隧道爆破对小净距下人防洞室的振动规律。对掏槽孔而言,隧道不同级掏槽起爆适宜合理时间为10 ms,同一级掏槽起爆合理延时时间为6 ms,合理最大单段药量为0.6 kg。     

武汉地铁区间隧道下穿建筑物爆破振动控制技术研究

为有效控制爆破振动对周围建筑物的扰动,研究爆破振动传播规律,结合现场环境和爆破器材,对武汉地铁纸坊大街站-小镇站区间隧道左线下穿建筑物区段进行爆破方案优化设计,并在建筑物地表设置监测点对爆破振动进行监测,然后通过10次监测所得数据分析爆破振动传播规律。结果表明:通过分台阶爆破、松动爆破、直孔掏槽、周边密集减振孔、空气间隔装药以及延时爆破等优化设计,将振动速度峰值控制在安全允许振速2.5 cm/s以下;中台阶、下台阶爆破时因上部存在自由面会有部分能量散失到空气中,导致工作面正上方测点振速减小,因此峰值振速随爆心距的增大先增大后减小。该工程技术可为其他复杂环境下的爆破工程提供参考和借鉴。     

武汉地铁区间隧道下穿建筑物爆破振动控制技术研究

为有效控制爆破振动对周围建筑物的扰动,研究爆破振动传播规律,结合现场环境和爆破器材,对武汉地铁纸坊大街站-小镇站区间隧道左线下穿建筑物区段进行爆破方案优化设计,并在建筑物地表设置监测点对爆破振动进行监测,然后通过10次监测所得数据分析爆破振动传播规律。结果表明:通过分台阶爆破、松动爆破、直孔掏槽、周边密集减振孔、空气间隔装药以及延时爆破等优化设计,将振动速度峰值控制在安全允许振速2.5cm/s以下;中台阶、下台阶爆破时因上部存在自由面会有部分能量散失到空气中,导致工作面正上方测点振速减小,因此峰值振速随爆心距的增大先增大后减小。该工程技术可为其他复杂环境下的爆破工程提供参考和借鉴。     

超小净距下穿高铁隧道减振爆破技术

依托沪昆客专贵州段小高山隧道泄水洞下穿铁路隧道正洞工程,针对泄水洞0.5m超小净距爆破开挖下穿既有铁路隧道,对施工进度、爆破振动、爆破损伤等影响因素深入分析,提出采用预设减振保护结构结合数模,现场实时监测爆破振动响应,设置允许合成振速10cm/s作为预警振速界限,实时调整爆破方案的减振精细爆破设计思路,并结合后期监测等进行施工。结果表明,减振精细爆破设计在下穿钻爆施工中,能有效保证0.5m超小净距下穿既有隧道的安全运行,该工程的成功实践,可为类似下穿隧道工程的爆破开挖控制提供参考。     

超小净距下穿高铁隧道减振爆破技术

依托沪昆客专贵州段小高山隧道泄水洞下穿铁路隧道正洞工程,针对泄水洞0.5m超小净距爆破开挖下穿既有铁路隧道,对施工进度、爆破振动、爆破损伤等影响因素深入分析,提出采用预设减振保护结构结合数模,现场实时监测爆破振动响应,设置允许合成振速10cm/s作为预警振速界限,实时调整爆破方案的减振精细爆破设计思路,并结合后期监测等进行施工。结果表明,减振精细爆破设计在下穿钻爆施工中,能有效保证0.5m超小净距下穿既有隧道的安全运行,该工程的成功实践,可为类似下穿隧道工程的爆破开挖控制提供参考。     

爆破动力作用下小净距隧道围岩振动效应分析

以渝长高速公路武隆小净距隧道掘进爆破为背景,应用FLAC3D数值模拟法进行隧道掘进爆破条件下的前洞围岩振动效应分析.通过计算结果与试验数据的对比分析,证明了应用此计算方法进行振动强度分析的可行性.进一步分析表明,全断面不同循环进尺爆破方案引起振动速度的分布规律基本相同;在爆破掌子面前,前洞迎爆侧边墙上的最大振动速度沿隧道轴线方向随水平距离增大有明显的放大现象,最大振动速度发生在爆破掌子面前面10 m左右前洞断面迎爆侧的边墙上;在爆区附近,前洞迎爆侧围岩上的振动速度是背爆侧的6-10倍.     

隧道爆破荷载作用下埋地管道动力响应试验

埋地管道爆破动力响应特性是城市管道抗震优化设计的依据。设计并开展城市地铁隧道爆破荷载作用下埋地管道动力响应的相似模型试验,监测埋地管道应变、加速度及地表振动速度值,解析地铁隧道爆破地震波的传播衰减机制及其对邻近埋地管道动力响应影响规律。结果表明,基于量纲分析理论的振动速度预测模型用于隧道爆破时地表PPV预测切实可行;相同爆破荷载作用下,埋地钢管加速度峰值是PVC管的1.5～1.8倍;隧道"空洞效应"导致埋地管道在成洞区一侧的加速度响应更为剧烈;埋地PVC管在各测点处环向应变大于轴向应变,且大于钢管应变值,试验得到可有效监测埋地钢管和PVC管应变响应的最大临界比例距离分别为117 m/kg和263 m/kg。     

短天窗点间隔下邻近既有隧道爆破方案的优化

为评估短天窗点间隔条件下爆破对邻近既有隧道衬砌结构安全性的影响,以福平铁路苔井山隧道为依托,采用数值模拟对两种不同爆破方案1.4 m进尺下的邻近隧道各监测点的爆破振速进行了分析。结果表明:全断面爆破方案最大振速为6.04 cm/s,超过现场施工最大振速允许值3 cm/s,而优化后的分天窗爆破方案最大振速仅为2.75 cm/s,且能充分利用天窗点,加快施工进度,安全经济高效,同时也可为以后类似工程提供借鉴。