小净距隧道围岩的爆破振动影响规律研究

小净距隧道后行隧道爆破施工会引发相邻先行隧道围岩振动,振动强弱与隧道净距和单次炸药量相关,通过工程现场监测和数值模拟相结合的方式,对隧道净距的影响规律展开研究。结果表明,小净距隧道后行隧道掌子面起爆时,相邻先行隧道迎爆面拱腰处围岩爆破振动速度最大,最大振速随隧道净距的增大而不断减小,随单次炸药量的增大而增大。当Q/R³＜1×10^-3时,后行隧道掌子面爆破对先行隧道围岩的爆破振动影响可忽略不计。对先行隧道围岩最大振速进行萨道夫斯基公式拟合,得到小净距隧道相邻先行隧道Ⅲ级围岩最大振速预测方程中的场地系数K=8.73,衰减系数α=0.83。     

立体交叉隧道近距离爆破振动控制研究

青岛地铁新建2号线和3号线区间隧道立体交叉处净距仅有0.2 m,矿山钻爆法施工新隧道对既有隧道的振动影响较大。因上部3号线隧道等待铺轨,在确保交叉段既有隧道安全稳定的同时,还需保证新建隧道的施工速度。结合现代信息化施工技术,利用爆破振速衰减规律对既有隧道爆破质点振动速度监测值进行拟合分析,合理预测质点振动峰速并及时反馈指导施工,根据爆破掌子面与交叠点的距离分阶段从减少单段装药量、控制安全距离等手段优化了现有爆破方案。然后提出了掏槽区打空孔减振和拱顶取芯隔离带两种减振方案,通过FLCA3D动力模型分析验证了拱部隔离带的减振效果,控制了最大振速,在既有隧道质点振速不超过报警值的情况下,保证了新建隧道安全、快速地通过交叠区段。     

隧道联络通道爆破监测及振动特性研究

依托某大跨隧道工程,研究了爆破地震波对隧道后方围岩的振动特性及传播规律,以避免爆破对掌子面后方近接联络通道造成损害。首先开展联络通道的爆破振动测试试验,分析了联络通道不同爆心距条件下X、Y、Z方向的振速和主频特征,结果表明掌子面后方联络通道处振速水平方向大于垂直方向,主振频率大体随爆心距增加而逐渐衰减,但会出现波动与局部激增;由于掌子面后方已开挖洞室的空气层对地震波造成了显著的衰减,使得爆破地震波的传播路径发生改变,致使相同药量条件下,后方联络通道最大振速并不处在爆心距最近位置。通过对主频傅里叶变换转换至频域进行频谱分析,得到距爆心较远频带集中区域能量整体普遍高于距离爆心较近处,验证了不同地形产生的空气层高频滤波差异作用。最后通过对照安全允许标准,得出隧道爆破扰动下联络通道初支的峰值振速和主振频率在规范规定的安全范围内,不会引起联络通道破坏。     

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。     

钻爆法施工对软硬围岩过渡段振动特性研究

为研究爆破作用下隧道软硬围岩过渡段振动特性,以贵州石阡至玉屏(大龙)高速公路老木山隧道为工程背景,对隧道围岩软硬过渡段的爆破振速进行实时监测,并运用FLAC3D数值计算软件对爆破作用下软硬围岩过渡段开挖面动力响应进行模拟和研究。结果表明:软硬围岩过渡段爆破波的传播受临空面放大作用和垂直传播放大作用共同控制,由软岩向硬岩方向发展,横断面最大峰值振速出现在拱脚处;爆破地震波在纵断面上呈现区域变化,掌子面后方成洞区约2 m处有可能出现损伤甚至塌落的危险;爆破诱发质点峰值振速与其造成的损伤范围具有很好的相关性。     

立体交叉隧道爆破振动影响因素正交试验研究

随着我国交通网的逐渐密集,由于地质条件的影响、既有建(构)筑物的限制以及地下空间综合开发的需求,交叉隧道中新建隧道爆破振动对既有高速铁路线路的影响不可忽略。以立体交叉隧道为研究背景,针对新建隧道下穿既有隧道净距、围岩级别、埋深以及交叉角度4个重要影响因素进行敏感性分析,基于正交试验原理设计了16种试验工况并进行数值计算。通过对既有隧道关键部位的爆破振动速度进行分析研究,研究结果表明：根据既有线隧道各关键部位的爆破振速情况及监测断面各测点的振速极差分析发现,4种影响因素中,净距为最敏感因素,而随着爆源距离的增加,净距对爆破振速的影响程度显著减小,敏感性逐渐降低;立体交叉隧道迎爆侧振速随着交叉角度由0°～90°的逐渐变化,影响程度呈现先减小再增大再减小的变化规律,且围岩条件越差,影响程度越大,而埋深的影响并不显著;既有线隧道仰拱处爆破振速相较于其他部位测点数值较大,而拱顶的爆破振速最小,即在立体交叉段爆破时仰拱相比于其他部位更为危险,应适当加固。     

鹤上三车道小净距隧道爆破振动测试与分析

结合福州国际机场高速公路鹤上三车道小净距隧道工程实践,对小净距隧道中间岩柱在爆破荷载作用下的振动响应进行相关监测,分析振动波在不同级别围岩、不同监测位置的传播及分布规律。研究结果表明:隧道中间岩柱边墙部位振动速度大于拱脚部位,且随着围岩质量提高,振动速度差别逐渐减小;最大振动速度出现在迎爆侧边墙测点的径向方向,可将其作为爆破振动的控制速度;当隧道净距为6 m左右(约0.35B)时,爆破振动对中间岩柱的影响范围为爆破面前后10～20 m,且随围岩质量提高,影响范围相应减小;爆破面前方中间岩柱受爆破振动影响要大于爆破面后方岩体,施工中宜加强该部位监测;同时,宜严格控制爆破总药量和单段最大药量,且分段爆破时,爆破段差应不小于100 ms。该研究结论可为类似条件下小净距隧道的爆破控制和现场监测提供借鉴与参考。     

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。     

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。     

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。     

坦拱直墙暗挖法穿越通久路施工技术

论述了变更方案的可行性,提出了多种安全技术措施,控制了道路及管线的沉降,保证了隧道施工和既有道路、管线的安全,在地下管线众多,隧道净距较小及覆土厚度超浅等不利条件下,采用坦拱直墙暗挖法成功穿越运行的通久路。     

小净距新建隧道爆破对运营隧道的影响与控制

大帽山小净距新建四车道隧道扩建施工对邻近运营隧道的安全构成威胁。考虑运营隧道的初期支护作用,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立新建隧道爆破效应在邻近运营隧道传播的数值计算模型,分析新建隧道爆破施工对邻近运营隧道的影响规律与药量控制标准。分析表明:小净距新建隧道爆破施工主要对邻近运营隧道迎爆面衬砌的侧墙顶部、中部及墙脚有重要影响,运营隧道的破坏首先是由迎爆面侧墙中部质点振速超过安全允许振速值造成;振速数值模拟结果与实测数据拟合公式计算结果基本一致。通过不同装药量爆破结果的分析,提出了新建隧道爆破的控制药量值。可为隧道扩建及小净距隧道施工提供参考。     

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。     

隧道穿越油罐硐室侧壁围岩的控制爆破技术

在穿越两个既有地下油罐硐室侧壁围岩之间的某小断面油料仓储隧道的爆破施工中,利用控制爆破试验检测成果,采用新型控制爆破技术,安全高质地完成了该大断面深埋隧道施工.文中对采取的控制爆破新技术进行总结和分析,所得结论对指导工程设计和施工具有一定参考价值.     

公路隧道爆破施工对邻接人防工程影响的安全监控分析

针对穿越既有人防工程的软弱围岩公路隧道,采用小进尺的微差光面爆破技术,合理安排施工顺序,减小爆破振动效应及其影响,结合施工监测并及时反馈,通过调整爆破参数和施工工艺,使爆破振动得到有效控制,在保证既有人防工程安全的同时也使公路隧道得以安全、顺利地通过既有人防工程区段。监测结果表明:隧道开挖方案、施工工艺及爆破控制措施是影响近接人防工程安全的重要因素;对于Ⅳ、Ⅴ级围岩爆破施工中,不同方向的主振频率和能谱分布及幅值差异很大,沿隧道轴向的主振频率分布于0~20 Hz的低频段,而横向和竖向振动的主振频带较宽(0~200 Hz),前者功率谱峰值是后者的10倍以上;在监测过程中,应特别注意主振频率在20 Hz以下,速度大于50 mm/s的振动对人防工程的安全影响;人防仓库底板位移和围岩压力变化均未超过规范规定的限值。     

小净距隧道施工中减振技术研究

双洞小净距隧道中夹岩柱一般都比较小,因此后行洞爆破施工对先行洞有较明显的影响。本文介绍云(阳)-万(州)高速公路张家山隧道小净距段施工中,采用小循环进尺、分区开挖的台阶分部法和短台阶断面法开挖,并控制最大段装药量、段间隔时间、确定合理的爆破参数和对先行洞最不利部位振速监测等一系列爆破减振控制技术,保证了小净距段先行洞的安全和后行洞施工的顺利进行。     

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。     

超小净距地铁隧道近距离下穿地下过街通道设计施工技术研究

以青岛地铁1号线西镇站—青岛站区间超小净距隧道下穿青岛火车站地下过街通道为例,对下穿段设计方案、施工技术进行详细的分析讨论,得到以下认识和结论:超小净距下穿施工采用单洞双线方案、分离双洞方案、连拱隧道方案均是可行的,综合地层变形控制、工程投资、运营期防水效果等因素,采用分离双洞方案是合理可行的;复合地层隧道近接施工应以控制变形和爆破振速为目标,制定设计、施工方案。现场监测数据表明,过街通道最大位移约4mm,爆破振速未超限,满足地下过街通道保护要求。该研究成果可为后续类似工程提供借鉴和参考。     

隧道掘进爆破振动对地表建(构)筑物的影响

为了保证隧道掘进施工过程中爆破振动对地表建(构)筑物的稳定与安全,在相同爆破方式和爆破参数的基础上,根据2种不同的爆破振动监测方案对测点处的质点振速时程曲线和频谱分布曲线进行分析,研究结果表明:隧道掘进爆破振动的质点振速峰值主要出现在水平切向方向上,且主频较低,均小于100.000 Hz,但当测点均位于掌子面上方时,质...