隧道电子雷管爆破降振技术试验研究

 电子雷管是一种延期时间可以根据实际需要任意设定并精确实现发火延时的新型电能起爆器材,是近年来起爆器材领域里新进展之一,被称为爆破技术的一场革命。结合兰渝铁路的建设,在人和场隧道进行电子雷管降振试验、电子雷管与非电雷管联合降振试验,对隧道电子雷管爆破降振机制进行研究,优化隧道炮眼的延时时间,研究电子雷管与非电雷管的衔接方法,取得隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术和电子雷管与非电雷管联合降振技术。隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术,与隧道非电雷管爆破相比,在爆破进尺不变的情况下,爆破振动降低80%以上;在爆破进尺增加25%的情况下,爆破振动降低50%以上。隧道电子雷管与非电雷管联合降振技术,与隧道非电雷管爆破相比,在爆破进尺增加25%的情况下,爆破振动降低40%以上。隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术的炮眼间延时间隔时间对隧道爆破的效果至关重要,炮眼间延时间隔时间过大,影响隧道的爆破进尺和岩石破碎效果;炮眼间延时间隔时间过小降振效果不明显,有时振动反而增大。隧道电子雷管降振技术,不但解决复杂环境下铁路隧道的施工问题,该技术也可在城市公路隧道中进行应用,已取得良好的社会和经济效益,对类似工程具有很好的指导意义。     

隧道爆破近区爆破振动测试研究

 隧道掌子面附近围岩的稳定性对施工人员和隧道自身的安全至关重要,实践证明,由隧道爆破远区振动数据得出的围岩振动规律不适用于爆破近区。因此,测试隧道爆破近区围岩的振动、研究隧道掌子面附近围岩的振动规律是隧道钻爆施工安全的重要保证。以贵阳-广州铁路棋盘山隧道为工程背景,在隧道掌子面后方隧道拱顶5 m范围的围岩内安装定制的速度传感器,测试隧道拱顶部位围岩的爆破振动速度;利用隧道中导洞的开挖,在中导洞掌子面正上方和侧面2 m范围的围岩内安装定制的速度传感器,测试掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动速度;研究隧道掌子面后方隧道拱顶、掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动规律。研究成果对隧道钻爆施工具有一定的指导意义。     

数码电子雷管在露天矿山开采中的应用

在露天矿山爆破作业中,为了控制爆破振动,提高爆破效果,对比分析了采用导爆管雷管、数码电子雷管进行爆破时的爆破振动大小及爆破后的效果。结果显示:采用数码电子雷管具有较好的降振效果,爆碴块度也较为均匀,能产生较好的经济效益,具有较大的应用及推广价值。     

隧道近距下穿老旧建筑物爆破振动监测及减振技术研究

以成渝客运专线新红岩隧道为工程背景,对隧道近距离下穿老旧建筑物的爆破振动监测方法及减振技术进行了研究。通过对老旧建筑物的爆破振速进行实时监测和数据回归分析,拟合出萨道夫斯基公式中的K,α值,优化后续隧道爆破施工。相对于非电雷管,在装药量不变的情况下,采用电子雷管掏槽,振速降低50%以上,在振速、爆心距、单段药量相同的情况下,采用电子雷管掏槽,施工进尺增大70%。从布置减振孔、装药结构、微差延迟爆破3个方面提出了爆破振动控制技术,实现控制爆破振动速度在老旧建筑物的安全振速范围以内,确保了老旧建筑物的安全。     

隧道导爆管起爆针远程起爆技术

目前隧道爆破施工主要采用电雷管起爆法、导爆管起爆法,但电雷管起爆受环境杂散电流影响,易发生意外爆炸引发安全事故。为降低风险,提高工效,今着重从导爆管在起爆针两端电火花产生的冲击波作用下激发导爆管,进而引爆雷管。经实践验证,导爆管起爆针远程起爆技术操作方便、安全,很大程度上降低了爆破施工安全隐患,经济效益显著。     

隧道超小净距下穿深埋供水管线爆破监测及减振技术研究

针对隧道超小净距下穿深埋供水管线的爆破监测及减振控制难题,依托实际隧道工程,提出有压大直径供水管线的爆破振动安全控制值;采用现场试验测试方法,建立隧道爆破掌子面前方围岩和掌子面后方围岩的振速关系,提出深埋地下管线的爆破振动间接监测方法——利用掌子面后方围岩振速推知前上方管线处振速;提出复杂条件下隧道超小净距穿越供水管线的综合减振爆破技术,即多级楔形掏槽+分部爆破+孔外微差延时爆破控制技术,控制管线振速在安全范围内,实现隧道能够安全、经济、快速的穿越城市建筑群和地下管线等高风险源区。     

翻坝高速公路寨子包隧道施工爆破振动研究

山区公路隧道施工开挖主要采用爆破法,爆破产生的振动必将对隧道产生影响,但目前隧道施工爆破对围岩初期支护、二次支护和围岩的影响研究较少,为此,以翻坝高速公路寨子包隧道施工爆破为例,通过对隧道爆破振动测试分析,获得了该隧道施工爆破振动规律经验公式。依据寨子包隧道的特点,给出了其控制标准,由控制标准和经验公式,得到了该隧道围岩和支护结构的爆破控制参量。最后结合寨子包隧道的实际爆破情况,提出了该隧道的爆破振动控制措施。     

定制雷管微差时间实测与识别法在城市隧道爆破设计中的应用

 微差爆破间隔时间的确定,对高安全性振速指标下的城市复杂环境隧道爆破设计具有重要作用。以重庆渝中连接隧道爆破工程为背景,在采用多段定制非电雷管条件下,研究根据实测雷管延迟时间进行精确爆破设计的方法,用非电雷管实现逐孔掏槽爆破以满足严苛低振速控制要求。比较了Hilbert-Huang变换理论中用于雷管延迟识别的瞬时能量法与EMD识别法的识别能力,发现EMD识别法识别率为70%～90%,比瞬时能量法高约30%。EMD识别法辨别的延迟时间证明实际爆破微差间隔在样本精度范围之内。为准确控制爆破振动,以识别雷管实际延迟时间和振动波形图为依据调整了爆破参数。现场振动监测数据表明：采用多段位定制非电雷管缓解了雷管段别不足的矛盾,根据实测结合EMD识别法识别获得雷管延迟特性进行爆破设计对于严苛振速控制是可行的,在全程爆破振速不超0.8 cm/s条件下进尺1.8 m,通过2次爆破完成上台阶掘进。这一方法对今后城市密集建筑群下浅埋隧道爆破安全施工具有一定的参考价值。     

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。     

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。     

爆破振动对既有隧道安全影响分析

在天长岭隧道施工过程中,确保临近既有隧道的安全,运用现场爆破监测技术对临近隧道的振动速度振动主频持续时间进行监控。通过爆破数据拟合,确定不同围岩下最佳炸药用量,使既有隧道振动速度符合规范要求,对于毫秒延迟爆破,用总药量拟合爆破振速方程更符合工程要求;由于工程地质复杂多变,隧道线性施工,不同地质情况下爆破振动频率不尽相同,仅对围岩等级相同的情况下分析不同爆心距与峰值振速下既有隧道拱脚处测点爆破振动主频预测,为工程临近隧道安全爆破提供参考。     

贵阳地铁2号线观兴区间遂道的爆破

以贵阳地铁2号线观兴区间段隧道工程为依托,设计并实施了3种控制振动的爆破方案,利用现场振动监测的方法对不同爆破方案施工时的振动进行了监测分析。研究表明:降低单响药量是降振最直接的方法,分次起爆能够减小叠加效应进而降低爆破振动,中空孔具有制造的临空面和释放掏槽爆破产生的振动能的作用,在现场应用时爆破减振效果较好。通过几种方案的配合使用,将爆破施工振动控制在1.5 cm/s以下,在保护建筑物安全的同时,保证了工程的安全快速施工,为城市环境下隧道爆破掘进工程提供借鉴。     

邻近运营隧道短天窗间隔微振爆破技术

新建福州至平潭铁路新苔井山隧道工程邻近既有运营隧道,存在天窗点间隔时间短,周边环境复杂、存在众多建构筑物,隧道浅埋段长且围岩软弱,与运营隧道距离较近,爆破振动要求高等难点,施工难度大、安全风险高。以新苔井山隧道工程为研究背景,原施工方法为2台阶法开挖、光面爆破,通过论证分析,优化为控制爆破、分天窗起爆的短天窗间隔微振爆破技术。从炮孔布置、爆破参数优化、爆破振速影响等关键工艺进行了详细论述,并采用爆破控制措施,保证了施工安全,加快了施工进度,可为类似工程提供借鉴。     

隧道电子雷管爆破施工微振动控制技术

为了减少城市中爆破施工对周围既有建(构)筑物的影响,采用电子雷管进行精细爆破施工是一种有效可行的方法。依托丰沙铁路改建工程,在北京石景山隧道内采用电子雷管进行微差毫秒延期爆破试验,控制掏槽孔延期时间8 ms,周边孔延期时间4 ms,并在邻近既有铁路线上布置测点进行振动监测。通过对振动监测结果的分析,总结了微差爆破减少爆破振动的原因,对以后类似工程电子雷管爆破施工可起到指导作用。     

地下厂房硬性结构面切割围岩体爆破振动特性研究

为研究多硬性结构面切割下围岩体的爆破振动特性,依托托巴电站地下厂房,开展多硬性结构面切割围岩体的爆破振动特性现场试验研究。首先,分析托巴地下厂房硬性结构面的岩体特征与现场施工情况;然后,基于工程现场条件,设计地下厂房爆破振动试验方案,开展爆破振动现场监测试验研究。研究表明,多硬性结构面切割围岩体中峰值振速衰减规律受到比例距离(爆心距与炸药量的立方根之比)和结构面倾角的共同影响,呈现显著的非线性关系;同时,重点针对结构面倾角对围岩体爆破振动特性的影响,研究考虑比例距离和单结构面不同倾角下的围岩质点爆破振动规律,并提出相应的计算公式;在此基础上,基于围岩爆破安全振速理论,研究地下厂房多硬性结构面切割围岩体的爆破安全距离,并将研究成果进行工程应用实践。     

空间交叉隧道爆破施工对邻近隧道结构影响研究

结合重庆市照母山隧道工程,根据施工现场爆破监测数据和数值模拟结果对新建隧道爆破施工时临近及相交隧道的稳定性和安全性进行研究,探讨隧道间距对邻近及相交隧道衬砌结构振动的影响,研究结果表明:既有隧道的迎爆面是爆破振动作用下的危险面,且相邻、下穿隧道节点振速、位移的最大值同样位于迎爆面;在爆破施工时,隧道间距在1.5～2.5D内衬砌振动受爆破影响较大,在2.5～3.5D内,随间距变大,衬砌振速变化较慢;对于Ⅳ围岩下相交隧道爆破施工的最小安全距离,建议取2.0D。     

隧道竖向爆破振动下二层砌体房屋动力反应

以成渝高铁新红岩隧道工程为例,测试采用非电雷管和电子雷管爆破时的振动波并对比分析爆破地震波特性;选择一栋二层砌体房屋,建立砌体结构有限元模型,分析不同峰值振速下结构的位移、砌体不同局部构件上的主拉应力特征。结果表明:采用电子雷管相比非电雷管爆破能够有效降低峰值振速;砌体结构的位移从下往上逐渐增大,二层前端女儿墙的位移最大,峰值振速6.0cm/s时女儿墙位移为2.30mm,层间位移角为1/3044,层间位移角限制不适用于爆破振动下房屋安全评价;在高频爆破振动下,结构损伤主要受到应力控制,而不是位移;房屋的门角、女儿墙和中隔墙上的应力水平较高,纵墙上的主拉应力水平最低;隧道爆破振动下,门角等应力集中部位是结构最容易损伤的部位,其次女儿墙和中隔墙在峰值振速较大时也会发生损伤,纵墙不会发生损伤。     

数码电子雷管在高速公路边坡爆破中的应用

通过爆破振动监测,分析了数码电子雷管在高速公路边坡爆破施工中降低爆破振动和减小爆破危害的效果。研究结果表明,数码电子雷管在高速公路爆破施工中具有良好的降低爆破振动、减小爆破岩体破碎度的作用,可以改善爆破振动对不稳定高速公路边坡的影响。     

数码电子雷管在复杂环境下隧道爆破中的应用

以青岛地铁1号线四线断面隧道工程为依托,针对复杂敏感环境下爆破开挖施工,对施工重难点进行了分析,然后从数码电子雷管爆破网路、爆破参数、装药结构、爆破器材等方面对爆破施工技术措施进行了研究。最后采用MATLAB拟合萨道夫斯基公式,得到青岛硬岩条件下的爆破振动预测公式。从爆破效果来看,研究成果与结论取得较好地应用,并取得较好的社会效益和经济效益。     

浅埋隧道下穿密集房屋爆破减震技术研究

如何正确处理复杂环境下浅埋隧道爆破振害和工程效率之间的矛盾一直是个技术难题。本文依托浅埋下穿重庆市丰都县江池镇标段的长洪岭隧道工程,利用现场监测的方法对不同爆破方案的施工爆破振动进行对比研究,研究表明:采用超前下导坑非爆破开挖+预留光爆层控制爆破开挖技术和上台阶非爆破开挖+下台阶控制爆破技术,成功地将地表爆破振速控制在1.5cm/s以内,在保护建筑物安全的同时,有效保证了该工程的安全快速施工,并为城市环境下隧道爆破掘进工程提供借鉴。