隧道掘进中掏槽孔爆破引起的地表振动波形预测

为了研究钻爆法隧道掘进中掏槽孔爆破对地表的影响,建立了隧道工程中掏槽孔爆破引起的地表振动波形的预测方法。首先,从弹性半无限介质中球形药包爆破引起的地表振动波形理论解出发,根据实际介质的地表振动特性构造出一个适用于实际介质且更加简洁的球形药包地表振动波形函数,并用实测数据验证构造函数的正确性;然后,将隧道掘进中掏槽孔的爆破简化为单孔柱状药包的爆破来分析掏槽孔爆破引起的地表振动波形,再利用球形药包叠加法得到简化后的单孔柱状药包爆破引起的地表振动波形函数,从而得出掏槽孔爆破引起的地表振动波形;并讨论了不同围岩等级对隧道掏槽孔引起的地表振动波形的影响;最后以大坪山隧道为背景,利用现场实测数据验证了上述预测方法的正确性。     

隧道掘进爆破震动放大效应试验研究

通过渝怀铁路人和场浅埋隧道掘进爆破现场试验,进行隧道特殊位置处质点振动特征研究.以实测振速波形为基础,分析掌子面前后的地表振动速度和隧洞内变断面处的质点振动速度变化规律.对试验研究成果的分析发现,成形隧道对岩体整体结构的改变导致地表振速产生放大效应,使得成洞区地表的振动速度是未开挖区对称位置处的1.310～2.056倍,特别是掏槽爆破的振动放大效应更为明显;在隧道断面由小变大处,同样存在对爆破引起的质点振动速度的放大作用,其放大倍数达1.5～2.1以上.为此,应注意避免隧道掘进爆破的振动放大效应对施工产生的不利影响.     

地铁隧道开挖爆破对地表建筑物的振动影响

在对地铁隧道开挖时的爆破地震效应和参数分析的基础上,针对地面建筑结构对爆破振动的响应进行了理论分析.通过对深圳地铁隧道开挖爆破在地面产生的爆破地震波的现场监测和分析,得到了爆破振动在地表建筑物中产生的质点振动速度和频率等参数,拟合出了振动速度、药量大小与爆源距离之间关系式.研究结果表明,在近地表的地铁隧道爆破产生的振动频率远大于天然地震的频率,一般在100~150 Hz,这对地面建筑结构的安全是有利的,以爆破振动速度标准作为地面建筑物的安全判据是合理和可行的.     

城市超浅埋小净距隧道爆破振动响应特性研究

为分析浅埋小净距隧道爆破引起地表及临近先行隧道振动的影响,开展爆破振动现场监测实验,得到了各典型爆破段引起地表及已开挖隧道迎爆侧的振动传播规律。结果表明：地表及邻近隧道对应爆破掌子面前后25m范围内,前方质点速度大于后方,但后方各点的振速衰减比前方快;地表各测点振动速度垂直方向分量最大,切线方向与径向方向相近,已开挖隧道迎爆侧边墙各测点径向方向分量最大,为垂向和轴向的1.5～4.0倍;掏槽和扩槽爆破时受岩石夹制作用大,引起地表和已开挖隧道振动速度相对较大,辅助和周边装药段爆破振动较小;并依据国家《爆破安全规程》,对隧道易破坏位置进行了分析。研究成果可为同类隧道爆破开挖与振动控制提供参考。     

地铁隧道掘进爆破对人行天桥影响研究

以乌鲁木齐轨道交通1号线中营工站—小西沟站区间地铁隧道工程为研究对象,研究了城市复杂环境下区间隧道掘进爆破设计和振动监测。根据爆破振动监测结果,分析了隧道上方地表振动传播规律以及人行天桥桥墩振动及其频谱特性,据此调整爆破设计方案、优化爆破设计参数、改进施工工艺,有效降低了隧道掘进爆破对上方4跨连续箱梁人行天桥扩大基础及两侧建筑物的振动影响,确保地铁隧道爆破在城市复杂环境下施工安全。     

地铁隧道掘进下穿BRT车站爆破振动效应研究

以乌鲁木齐地铁1号线中营工—铁路局区间隧道施工为背景,研究了隧道爆破开挖对其上方BRT车站的振动影响。基于现场监测,分析了爆破振动对爆源上方的影响范围,比较分析了CRD法施工时各部分爆破开挖对车站基础振动峰值大小和频谱特征,基于监测结果优化了爆破施工方案。通过以上研究,得出如下结论:爆破振动对爆源上方地表前后10m范围影响最为显著;CRD法施工时,第1步工序开挖爆破振动影响显著;隧道掘进,掏槽爆破引起的振动显著增强,选择合理的掏槽结构形式、爆破参数等,是浅埋隧道开挖中控制爆破振动的关键。     

浅埋偏压隧道开挖爆破振动与控制技术

以密兴路改建工程火郎峪隧道工程为背景,进行掘进爆破地表振动监测与控制技术研究。监测与分析结果表明:①沿隧道横断面,偏压浅埋处地表振速最大;沿隧道开挖方向,自成洞区向未开挖区地表振速呈现递减趋势;②将大楔形掏槽改为多级小楔形掏槽,爆破振动效应与破岩效果得到有效改善;③合理布置掏槽位置,可以有效减少掏槽孔爆破对隧道偏压浅埋处的振动影响;④全面监控浅埋偏压隧道掘进爆破振动及其效应,优化爆破参数,既能有效控制爆破振害,又能保证较大循环进尺。     

市区暗挖轻轨车站爆破振动监测与控制研究

在城市建筑物密集的地下进行大跨度隧道的开挖,需控制和评价爆破振动对地表建筑物的影响.本文对重庆市黄泥塝浅埋轻轨车站进行了地表建筑振动的监测.应用经验公式对现场监测数据进行了回归分析,从而确定爆破应力波在地层中的衰减参数,进而控制不同距离下的单段最大装药量,以保证地表建筑物结构的稳定安全,其研究对于指导后续工程的施工起到...     

贵阳市轨道交通2号线爆破施工地表振动规律研究

以贵阳市轨道交通2号线地铁爆破施工为背景,进行沿隧道爆破掘进方向的地表振动规律研究。通过监测由爆破振动引起的不同间距测点的振动速度波形,研究地表振动特性和振动衰减规律,结合现场实际装药状况和地质情况,综合分析得出以下结论:1)上导掏槽孔爆破引起的地表振动最大,也是影响地表建筑物安全的主要因素;2)将掏槽孔和辅助孔、周边孔分两次爆破能有效避免振动叠加,降低地表振速,且采用分次爆破产生的振动主频比采用孔外延时爆破产生的主频要高;3)当爆心距超过50 m时,地表最大振速减小至1 cm/s以下,对建筑物的安全基本不构成影响。     

隧道洞中爆破振动对地表影响的数值分析

随着山区高速公路隧道的建设的发展,新建隧道洞中爆破施工引起地表振动已经日益成为急需解决的工程问题。针对隧道洞中爆破振动对地表影响的安全问题,结合花溪至安顺高速第五合同段跳花坡隧道爆破的工程概况,采用Midas/GTS有限元分析软件,建立了隧道洞中爆破振动对地表影响模型。基于此模型各振速的计算结果,分析了此模型不同时段各振速的变化规律,拟合出了地表各测点峰值总振速的预测公式。研究结果表明,随着爆破荷载作用时刻的增加,模型的总振速、水平振速、轴向振速和竖向振速都先增大后衰减。同时,多峰高斯函数可以用来拟合地表测点振速与高程差和爆心距离比值的公式。     

隧道扩建爆破震动控制研究

在隧道开挖施工方法中,钻爆法掘进对地表建筑物稳定影响显著。隧道扩建是在原有隧道结构上改造扩大,在隧道扩建施工中更应该注意施工给周围环境带来的影响。根据周边建筑物情况,在确定了重庆渝中区鹅岭隧道扩建工程爆破震动效应质点允许最大振动速度的基础上,利用LS-DYNA动力有限元分析软件对该工程爆破震动进行了模拟,获得了重庆渝中区鹅岭隧道扩建工程爆破开挖过程中的最大段装药控制量,综合经验公式计算结果确定了较为合理的火工品单位体积消耗量,并提出了减小单位消耗量的方法。为类似工程在投标报价和施工组织上提供了重要的参考数据。     

浅埋隧道爆破开挖及其振动效应研究

 以密兴路火郎峪隧道工程出口段开挖为研究背景,进行隧道爆破开挖和地表振动监测试验研究。分析结果表明：(1) 沿隧道开挖方向,自成形隧道区向未开挖区,地表爆破振动速度逐渐降低;浅埋隧道爆破开挖振动波传播规律与其断面尺寸、隧道埋深、开挖方法以及围岩地质条件等有关。(2) 掏槽孔爆破振动控制是降低浅埋隧道振害的关键,使用多级小楔形掏槽能有效改善爆破振动效应与破岩效果。(3) 全面监控浅埋隧道掘进爆破振动效应,优化爆破参数,能有效控制爆破减振害,提高施工效率。     

机场跑道下部隧道爆破施工的合理埋深研究

以正在规划中的重庆轨道交通轻轨三号线下穿重庆江北机场主跑道及滑行道的区段为研究背景,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件对不同埋深的隧道掘进爆破施工进行数值模拟,通过对地表爆破振速与埋深的关系的分析研究,得出隧道施工的合理埋深。模拟计算的结果显示:软件中的高性能炸药材料MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN的模型能较好模拟爆炸荷载,模拟计算得出的地表最大振动速度与实测最大振速相近;地表震动响应随着隧道埋深的增加而减小;地表振动速度与爆破装药量近似呈正比例关系。结合机场跑道安全标准,确定了机场跑道下部的隧道爆破施工的合理埋深。     

并行小净距隧道楔形掏槽爆破振动效应研究

以重庆鸭江隧道小净距段爆破掘进施工为背景,采用现场振动监测与数值计算相结合的方法研究了并行小净距隧道后续洞上台阶采用楔形掏槽爆破产生的振动效应,分析了掏槽孔与掌子面之间的布置角度对振动速度场的影响。结果表明:先行洞迎爆侧边墙上的最大振动速度出现在后续洞爆破掌子面的侧后方;掏槽孔的布置角度越大则振动强度的极值越大,极值出现的位置也越靠近爆破掌子面。可以通过减小掏槽孔的布置角度来实现降低隧道掘进爆破振动强度的作用,此外在施工现场布置振动监测点时应考虑掏槽孔布置角度的影响,掏槽孔的布置角度越大则振动监测重点区域与爆破掌子面间的距离越小。     

基于HHT分析隧道围岩结构爆破累积损伤效应

为确保隧道在循环爆破荷载作用下的使用寿命和稳定性能,提出了基于爆破振动信号分析隧道围岩结构爆破累积损伤效应的新方法。依据监测试验获取的振速时程曲线,采用HHT理论将其变换为瞬时能量谱,对比爆破振动信号波形面积方法,针对质点振动能量分析隧道围岩结构物理力学性质的强弱效应,同时应用LS-DYNA数值软件的重启动命令,通过相同节点2次爆破X方向振速时程曲线验证新方法的准确性。研究结果表明:隧道DK497+286、DK497+291、DK497+296里程点3个方向振动能量均呈现下降变化趋势,说明爆破振动累积荷载对隧道监测点处围岩结构产生了破坏作用,并且垂直方向受爆破累积损伤最为严重,因此,需要根据围岩等级和在围岩等级改变处50 m范围内增加支护强度,保证隧道围岩结构安全。     

地铁浅埋隧道爆破开挖振动控制研究

以青岛地铁工程为背景,研究并提出了控制浅埋隧道爆破开挖振动的措施。文章通过对隧道掘进向不同位置的地表振动矢量合速度检测和数据分析,得到了浅埋隧道开挖爆破不同作用类型炮孔引起的地表振动特性及其衰减规律,并以此提出了爆破施工减振措施。试验与分析结果表明:开挖掌子面上不同的炮孔爆破类型其衰减规律有所不同,随着爆破起爆段别的增加,衰减公式中的K值逐渐递减;α由地质条件决定,基本保持不变;根据K、α值的大小和变化规律来调整掏槽方案、改善起爆顺序、减轻爆破夹制作用,大幅度降低了爆破振动;青岛地铁隧道采取全断面开挖时,其衰减参数K值随着段数的增从68逐渐减小到26,α值在1.4～1.6之间。     

爆破震动下地下工程围岩稳定与支护设计

随着我国地下工程的大量建设,在新建硬岩隧道与既有隧道间距较小的情况下进行爆破开挖,产生的爆破震动波会危及隧道支护结构的安全和稳定。因此,研究隧道爆破开挖对既有隧道和开挖隧道支护结构的稳定性影响,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文运用便携式微机控制数字输出测震仪进行爆破震动测量,同时,采用软件进行非线性数值模拟计算,分析隧道爆破开挖对既有隧道和开挖隧道支护衬砌的影响,讨论爆破震动影响下隧道支护方式的优化。