小近距隧道扩挖爆破作用下邻洞振动响应研究

在小近距隧道扩挖工程中,隧道爆破引起邻洞振动,对既有隧道结构稳定性造成较大影响。为研究爆破作用下邻洞隧道振动响应特征,依托浙江省温岭市楼山隧道扩挖工程,采用现场振动测试试验和数值模拟方法,研究爆破作用下邻洞隧道振动特征及衰减规律,并对比了爆破隧道与邻洞隧道振动响应差异性。结果表明:爆破掏槽段炸药引起的隧道振动最大。在爆破近区,隧道扩挖爆破对邻洞隧道振动响应的影响更大。邻洞隧道的迎爆侧离爆源近,隧道振动强度大;既有隧道空间对振动衰减作用较大,背爆侧的振动强度相对较小。     

三峡地下厂房爆破开挖振动衰减规律研究

基于三峡地下厂房爆破开挖实测资料,对影响爆破振动衰减规律的主要因素进行了分析。研究结果表明:夹制作用比较大的掏槽爆破近区质点振速大于崩落爆破,而振速峰值衰减较快;相对爆源不同方向的振动衰减规律也不相同,前冲向质点振动衰减指数大于侧向质点振动衰减指数;装药结构也影响爆破振动衰减规律,预裂爆破与光面爆破诱发振动衰减经验公式的K值远小于正常的梯段爆破,而其α值则比较小。预裂爆破与光面爆破的装药结构一致,因此衰减公式预测曲线衰减规律相同,但预裂爆破处于较大的夹制约束状态,其质点振动峰值大于光面爆破。     

三峡地下厂房爆破开挖振动衰减规律研究

基于三峡地下厂房爆破开挖实测资料,对影响爆破振动衰减规律的主要因素进行了分析。研究结果表明:夹制作用比较大的掏槽爆破近区质点振速大于崩落爆破,而振速峰值衰减较快;相对爆源不同方向的振动衰减规律也不相同,前冲向质点振动衰减指数大于侧向质点振动衰减指数;装药结构也影响爆破振动衰减规律,预裂爆破与光面爆破诱发振动衰减经验公式的K值远小于正常的梯段爆破,而其α值则比较小。预裂爆破与光面爆破的装药结构一致,因此衰减公式预测曲线衰减规律相同,但预裂爆破处于较大的夹制约束状态,其质点振动峰值大于光面爆破。     

台阶法隧道掘进爆破时地表及邻近隧道的振动响应

在隧道掘进爆破设计时,基于最小二乘法,得到了台阶法爆破施工时地表振速的萨道夫斯基公式,并结合数值分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了爆破振动对邻近隧道的影响。结果表明:地表振动速度随比例距离的增加呈指数形式衰减,上台阶爆破时的K值比下台阶爆破时大,而α值基本不变;邻近既有隧道迎爆侧各测点沿X方向（炮孔径向）振速峰值最大,背爆侧各测点振速峰值最大时的方向是变化的;背爆侧振速峰值远小于迎爆侧,且迎爆侧拱帮位置振速峰值最高,应作为重点支护对象。     

浅埋隧洞钻爆技术与振动控制

复杂环境下的浅埋隧洞钻爆开挖,爆破振动的控制可分别考虑建筑物振动安全允许值和住民可接受振感的振速值。根据隧洞钻爆部位与周围建筑物的空间关系的变化,基于振速控制要求的不同,划定不同的控制洞段。隧洞出口明挖段采用小孔距的浅孔台阶爆破;在需特别控制的洞段,将循环进尺减少至0.8 m,断面开挖方式调整为分四次开挖,有效改善了爆破临空面条件和减弱孔底挟制作用;在振动控制要求降低的洞段,逐渐将循环进尺变为1.2 m 和1.5 m,断面改为分两次开挖或一次性开挖。每次爆破的其它孔网参数和药量计算基于上一次爆破振速监测数据的反馈作适当调整。在此方案下,振动控制效果达到了工程要求。     

分岔隧道过渡段的爆破振动特性研究

由于分岔隧道过渡段具有特殊的受力结构形式,爆破开挖产生的振动极易造成中隔墙和岩体失稳。以六月田分岔隧道过渡段为工程背景,对先行隧道的爆破振动进行实时监测。通过对爆破振动数据进行分析,得出先行隧道不同围岩级别、监测位置的振动波传播规律。运用三维数值模拟软件,对后行隧道爆破振动作用下先行隧道混凝土衬砌的力学特性进行研究。结果表明:连拱段中隔墙迎爆侧的径向振速最大;小净距段中夹岩的振速衰减幅度要小于连拱段中隔墙;爆破振动对先行隧道混凝土衬砌产生的最大拉应力、剪应力分别出现在迎爆侧的拱腰和拱脚;后行隧道混凝土衬砌的最大拉应力和最大振速存在线性关系,通过拟合公式计算得出临界振速,确定了分岔隧道过渡段爆破振动安全控制标准。     

浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应研究

为研究浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应,基于量纲分析,建立了浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动计算模型,并以国道109新线高速公路齐家庄隧道为依托进行现场爆破振动监测试验,研究结果表明：先行洞掘进形成的空洞对后行洞爆破应力波在先行洞地表传播造成一定影响,其地表峰值振速随着爆心距的增大而减小;峰值振速衰减速率先增大后减小;峰值振速放大倍数最高达1.43倍。将所建立的计算模型与4种代表性的模型进行多元线性回归,计算结果表明：4种代表性模型相关系数在0.379～0.712之间,本文理论模型在空洞效应区、非空洞效应区的相关系数分别为0.794、0.865,吻合度较好,验证了该计算模型的正确性,表明本文模型可为类似施工工程的爆破振动控制提供指导意义。     

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。     

小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性影响研究

为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩振速数值结果与理论值进行对比分析,验证了振速计算公式的准确性。根据振速与应力之间关系,提出保证隧道安全施工的振速阈值。结果表明：后行洞围岩振速大小理论值与模拟值最大相对误差为5.9%,与现场监测数据最大相对误差为7%,验证了理论公式的准确性;后行洞隧道振速峰值与先行洞隧道爆破中心距呈负相关,围岩迎爆侧面监测点振速峰值大于背爆侧,2D为防军隧道爆破施工时最小安全净距(D为隧道净距),此时上台阶开挖最大振速峰值约为下台阶的1.2倍;爆破开挖后围岩应力峰值与振速峰值主要集中在拱腰及拱脚附近,随着净距增大,先行洞对后行洞的影响逐渐减弱,最终忽略不计;爆破作用下,围岩应力峰值和振速峰值具有一定线性关系,保证隧道爆破安全施工的振速控制阈值为1.9 cm/s,研究成果可为今后类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。     

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。     

复杂环境下既有隧道扩挖爆破技术

针对复杂环境下既有浅埋隧道扩挖工程具有围岩风化严重、开挖方式单一、保留边帮易受损和爆破振动难控制的特点,以某隧道K116+140～K116+312段扩挖工程为实例,综合分析、研究了该隧道扩挖工程的难点,依据以往隧道掘进施工经验,提出了隧道上部超前开挖法,台阶钻爆法、光面爆破技术和有效的爆破安全措施。同时通过精细化的装药结构设计和起爆网路的连接,控制了爆破振动对既有隧道的危害,确保了隧道扩挖壁面的平整,达到了预期的扩挖要求,可为类似隧道扩挖工程提供经验借鉴。     

隧道扩挖既有衬砌的爆破拆除

以浙江温岭楼山隧道扩挖工程为背景，采用ANSYS数值模拟软件对两种工法下隧道拱顶既有衬砌的爆破拆除方案进行对比，研究不同的爆破开挖方案对隧道周边岩土体及既有隧道产生的影响。其中，工法一对隧道I部分衬砌及上方I部分岩土体同时进行开挖；工法二则对上述两部分进行分部开挖。通过对两种工法下监测点的振动速度进行研究分析，并参考GB 6722—2014《爆破安全规程》，对比选出合适的爆破拆除方法。结果表明:两种工法左侧未开挖隧道的振动速度均低于安全标准；工法一的爆破振动速度相对较大，隧道右洞质点振动速度大于安全允许值；采用Matlab对右洞监测点的振动速度进行拟合，获得了爆破振动衰减规律。     

断层带影响下隧道二衬结构爆破振动特性与安全判据

针对隧道爆破开挖穿越断层破碎带时,围岩松散、破碎,易造成隧道结构失稳的问题。以龙南隧道爆破施工为工程背景,依据现场爆破振动测试结果,建立ANSYS/LS-DYNA动力有限元数值模型,研究了断层带影响下隧道二衬结构爆破振动特性,提出了以应力为控制标准的振速安全判据。结果表明:隧道拱脚处振速衰减最快,破碎带内隧道各部位振速衰减幅度普遍大于相邻围岩段;隧道二衬剪应力峰值位于拱顶处,拉应力峰值位于拱脚处;结合应力与振速关系,建立基于二衬极限强度的爆破振动安全判据,分析得到隧道衬砌在断层带影响下更容易失稳,在龙南隧道爆破条件下衬砌爆破安全振速为10 cm/s,爆破施工单段最大药量为23.89 kg。     

隧道开挖爆破对临近既有建筑安全影响分析

以省道205线老龙山隧道为工程背景,在考虑围岩产状影响的条件下利用萨道夫斯基爆破经验公式对老龙山隧道附近既有建筑的爆破影响进行了分析研究.采用最小二乘法对48组现场监测数据进行回归分析,分别得出了爆破振动传播方向与地层产状方向垂直时和平行时的萨道夫斯基爆破经验系数K、α,并以此绘制出两种情况下的爆破振速与距离关系曲线....     

高铁长城站小净距隧道爆破振动效应研究

小净距隧道开挖工程中,隧道爆破对中隔墙的稳定性影响极大,横通道的施工则会进一步加剧中隔墙的振动破坏。为研究爆破作用下中隔墙的振动响应特征,以新建京张高铁长城站小净距隧道工程为背景,分析非电雷管爆破地震波在中隔墙中的振动特征和衰减规律,同时开展电子雷管降振试验,对隧道爆破炮眼的合理延时进行研究。研究结果表明:受纵、横隧道分割的影响,中隔墙末端振动存在明显的放大效应;掌子面后方中隔墙受爆破振动的影响大于掌子面前方岩体,应用萨道夫斯基公式对爆破数据进行回归分析时,K前相似文献   

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。     

隧道爆破振动信号的混沌特征分析

基于混沌理论,将邻近隧道爆破、上跨坑道爆破作用下既有隧道振动响应时间序列进行相空间重构,通过吸引子、Lyapunov指数、关联维数等核心参量计算,分析隧道爆破振动响应信号混沌特征。经过计算,邻近隧道爆破作用下既有隧道振动响应信号相空间重构后具有奇怪吸引子,且Lyapunov指数均大于0,可判定其具有混沌特征;上跨坑道爆破作用下既有隧道振动响应信号的Lyapunov指数也均大于0,表明其也具有混沌特征。研究表明,隧道爆破振动信号具有混沌特征,随着钻爆作业面与既有隧道爆心距减小,λ值变大,隧道爆破振动响应的混沌特征增强,应更加强钻爆参数的合理优化和爆破振动实时监测,确保施工质量和爆破安全。     

小净距邻近营业线隧道爆破施工研究

成渝高铁新中梁山隧道与既有营业线交叉段竖向净距仅为2.7 m,为顺利完成隧道建设,对既有营业线路隧道利用"天窗"期采用I20b型钢进行加固,并运用"三次钻进法"完成了钢拱架脚底螺栓和锁脚锚杆的安装。根据围岩情况隧道采用机械开挖和非爆法加控制爆破法进行施工,通过计算采用低爆速2号岩石乳化炸药进行爆破,使得最大爆破振速、拱顶沉降值、水平收敛值均在规范允许变化范围内。     

地铁车站开挖爆破地震波衰减特性监测分析

为了控制下穿于建筑密集、交通流量大的重庆市主干道洪湖东路地铁车站,爆破开挖产生的爆破振动对围岩和施工周边环境的影响。对其产生的爆破振动进行了监测,并应用线性回归分析法对围岩质点振动速度峰值进行了统计分析,总结了该围岩中爆破地震波的衰减规律。根据开挖区域允许的爆破振动速度,计算其爆破施工安全许可的单段最大起爆药量为1.8kg,从而为车站开挖爆破设计和施工提供了理论指导。监测结果表明,在车站开挖爆破近区围岩中,垂直方向质点振动速度较大,随着比例距离的增加,垂直方向振动速度与水平方向振动速度趋于接近。     

地铁车站开挖爆破地震波衰减特性监测分析

为了控制下穿于建筑密集、交通流量大的重庆市主干道洪湖东路地铁车站,爆破开挖产生的爆破振动对围岩和施工周边环境的影响。对其产生的爆破振动进行了监测,并应用线性回归分析法对围岩质点振动速度峰值进行了统计分析,总结了该围岩中爆破地震波的衰减规律。根据开挖区域允许的爆破振动速度,计算其爆破施工安全许可的单段最大起爆药量为1.8kg,从而为车站开挖爆破设计和施工提供了理论指导。监测结果表明,在车站开挖爆破近区围岩中,垂直方向质点振动速度较大,随着比例距离的增加,垂直方向振动速度与水平方向振动速度趋于接近。