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。     

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。     

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1.4m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6.04cm/s,超过现场施工最大振速允许值3cm/s,而优化后的分天窗爆破方案最大振速仅为2.75cm/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。     

城市浅埋隧道爆破开挖施工技术研究

武汉地铁二号线宝通寺站地下过街通道修建中需要进行爆破开挖施工,作业点上方为城市主干道,车流量大,周边建筑密集,对采用爆破法开挖施工提出了更严格的要求。爆破施工中通过对通道周边商业区、古建筑、地下管线等重点保护区域的振动数据监测,对爆破方案予以优化,发现采用"台阶法—抬炮法"相结合的小进尺循环掘进,多断面渐次开挖的方案能提高爆破施工的安全性;一次断面起爆分三个区,采用"先中间、后两边"的起爆顺序,一方面爆破振动降低了20%~30%,另一方面对于隧道轮廓面的控制效果也十分显著。     

基于TBM法的地铁大断面水压爆破技术

为了顺利完成地铁区间四线大断面爆破开挖,减小爆破作业对城市环境的影响,利用TBM导洞扩挖形成既有临空面,采用水压爆破施工技术,通过质点振速的理论计算与现场起爆试验结果,优化了爆破参数和起爆网路,进而降低了质点爆破振速,完成了区间大断面开挖,减小了爆破对周边环境的影响。结果表明:相比于常规爆破技术,本工程的水压爆破方案每循环节省了炸药39.91 kg,每循环进尺提高了0.35 m,大块率降低了53%,质点爆破振速下降了0.13 cm/s,粉尘浓度下降了36.6 mg/m³,经济与环境效益显著。     

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。     

穿越高楼下的浅埋隧道掘进控制爆破技术

针对人和场浅埋隧道穿越11层居民住宅楼的情况。提出了上断面短进尺掘进爆破，下断面深进尺水平孔台阶爆破的开挖方案，并将单段最大装药量控制在9-17kg范围内，保证了爆破时高楼底层的地表振动速度小于2cm，掘进爆破实践表明，在隧道开挖断面积一定的条件下。存在一个合理的单循环进尺，其相应的炸药单耗最低。炮孔数目最少。     

大跨度小净距隧道爆破振动响应研究

以济南市顺河快速路南延(英雄山立交至南绕城高速)建设工程为工程背景,结合现场爆破振动监测及ANSYS/LS-DYNA建立模型进行对比研究,分析小净距隧道爆破开挖中,先行洞在后行洞上台阶爆破作用下的动力响应.结果表明:先行洞三向振速中,X水平径向振速最大,且与合速度大小接近,先行洞振速由掌子面后方至隧道入口处呈现衰减趋势,提出了现场监测应根据对于X水平径向的数据调整爆破方案参数.针对济南隧道的施工条件,现场采用CD法施工方法,通过控制实际爆破单段药量、炮孔深度、超前小导管、复合衬砌超前支护等措施取得了良好的爆破效果.     

隧道全断面开挖光面爆破设计

介绍了军都山隧道开挖施工中所采用的全断面光面爆破快速施工技术。根据隧道围岩硬度大、节理裂隙发育等地质情况,在施工现场进行了掏槽孔不同深度的装药试验,对隧道开挖的爆破参数、炮孔布置、装药结构和起爆网路进行了分析和设计,提出了保证隧道开挖成型质量和提高循环进尺的施工方案与措施,确保了军都山隧道全断面开挖爆破取得圆满成功,可供类似工程参考。     

大断面黄土隧道近距离爆破控制效果分析

为防止超大断面黄土隧道开挖爆破对既有隧道中人、车通行安全的影响,提出合理的爆破施工参数及控制技术。新建二庄科隧道工程,其最大开挖断面达到136.08 m²,存在断面大、周边环境复杂、对爆破施工技术要求高等技术难点。综合考虑现场条件及工程经验,对双侧壁导坑法光面爆破施工技术进行详细设计,通过以大化小、优化施工工序、细化爆破施工参数、加固既有隧道衬砌结构等方法,有效地避免了爆破振动对既有隧道的影响,既有隧道迎爆侧振速峰值仅为4.20 cm/s,远小于规范允许值,且爆破效果也满足光面爆破质量控制要求,从而确保了大断面隧道施工安全及既有隧道的通行安全。因此,该隧道爆破控制技术及参数可为类似大断面隧道爆破施工控制提供参考。     

数码电子雷管在城镇浅埋隧道减振爆破中的应用

在建筑物密集且部分建筑物抗震性能差的城镇地区地下,进行浅埋隧道爆破开挖施工,只有采用减振控制爆破技术才能使地表建(构)筑物免受爆破振动的危害。以重庆在建的渝利铁路长洪岭隧道下穿江池镇区间为工程背景,针对地表民房密集、房屋抗振等级低,爆破控制标准要求严格,通过数码电子雷管和非电毫秒雷管爆破对比试验,形成数码电子雷管减振爆破技术,保证隧道安全快速通过江池镇。试验表明:数码电子雷管引起的爆破振动降低50%～60%,炮孔利用率达到98%,全断面爆破进尺控制在3m左右,不仅降低了振速,而且改善了爆破块度,还保证了施工进度。     

隧道全断面开挖光面爆破设计

介绍了军都山隧道开挖施工中所采用的全断面光面爆破快速施工技术。根据隧道围岩硬度大、节理裂隙发育等地质情况,在施工现场进行了掏槽孔不同深度的装药试验,对隧道开挖的爆破参数、炮孔布置、装药结构和起爆网路进行了分析和设计,提出了保证隧道开挖成型质量和提高循环进尺的施工方案与措施,确保了军都山隧道全断面开挖爆破取得圆满成功,可供类似工程参考。     

数码电子雷管在城镇浅埋隧道减振爆破中的应用

在建筑物密集且部分建筑物抗震性能差的城镇地区地下,进行浅埋隧道爆破开挖施工,只有采用减振控制爆破技术才能使地表建(构)筑物免受爆破振动的危害。以重庆在建的渝利铁路长洪岭隧道下穿江池镇区间为工程背景,针对地表民房密集、房屋抗振等级低,爆破控制标准要求严格,通过数码电子雷管和非电毫秒雷管爆破对比试验,形成数码电子雷管减振爆破技术,保证隧道安全快速通过江池镇。试验表明:数码电子雷管引起的爆破振动降低50%～60%,炮孔利用率达到98%,全断面爆破进尺控制在3m左右,不仅降低了振速,而且改善了爆破块度,还保证了施工进度。     

宽孔距爆破技术在大断面硬质岩石隧洞开挖中的应用

在乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞开挖施工中,为了解决大断面硬质岩石隧洞开挖炮孔数量多、钻孔时间长、施工进度慢等问题,实际施工中调整了隧洞爆破布孔思路,改变了传统布孔方式,提出了“隧洞开挖宽孔距布孔”的理念。通过一系列爆破试验,成功将原设计上台阶开挖炮孔数量246个减少到181个,有效降低了炮孔数量,实现了快速掘进。试验表明：在大断面硬质岩石隧洞开挖中,通过采用宽孔距爆破技术,炮孔数量降低了26.42%,有效缩短了钻孔时间,加快了开挖单循环速度,最终实现了主洞上层开挖单面月进尺230.2 m(开挖断面102.02 m²),为同类隧洞的开挖提供了经验。     

抗拔桩孔开挖控制爆破技术

介绍应用控制爆破技术进行小断面抗拔桩孔的全断面掘进,给出了桩孔开挖的控制爆破技术措施,爆破参数和施工方法,工程实践表明,控制爆破技术可实现桩孔断面的一次爆破成形,所形成的桩孔周壁不产生宏观爆生裂缝,其平均日掘进深度达2．2－2＝3米,开挖效率是人工法的8倍。     

新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道影响分析

以赣深高铁一级风险隧道——伯公坳1号隧道为背景,研究新建隧道爆破施工时,近接既有隧道衬砌结构的动力响应。采用Ansys/Ls-dyna有限元软件建立试验段数值模型,将现场实测振速与模型计算振速作对比,反演围岩介质参数,验证了数值模拟的可靠性。以试验段参数为基础,进一步构建了两隧道交叉段的数值模型,由此分析交叉段既有隧道衬砌结构的振动衰减规律,提出交叉点处最不利工况的减振措施。研究结果表明：既有隧道拱顶振速最大,底板振速最小;交叉点前后方30 m范围内,拱顶振速约为迎爆侧边墙振速的2.0～2.3倍,1.6 cm/s的控制振速是针对既有隧道全断面而言的,因此其边墙部位的监测预警值应取为0.8 cm/s;掏槽孔反向起爆时,大部分的爆炸能量向未开挖区域传递,所以既有隧道对应于新建隧道已开挖区域的振速衰减速率比未开挖区域的要大;试验段的爆破方案不再适用于交叉影响段,在将进尺缩短至1.0 m,掏槽孔药量减小至9.86 kg后,能够在兼顾工效和爆破影响的前提下,将既有隧道二衬振速控制在安全标准以内。     

地铁隧道爆破参数优化及其振动效应研究

贵阳轨道交通二号线富源北路站至森林公园段部分区间采用爆破法开挖,由于地铁隧道周边民房较多,对于控制质点峰值振动速度提出很高的要求。采用分台阶爆破施工方法进行隧道开挖,上台阶超前于下台阶3~5 m。选择炮孔直径40 mm,炮孔深度1.5~1.7 m,隧道爆破每循环进尺控制在1.2 m以内,孔内采用1~15段毫秒延期导爆管雷管进行起爆。通过合理布置测点进行了现场爆破振动监测,拟合出了考虑高程差条件下的振动速度预测公式。爆破振动监测结果表明:斜井隧道爆破振动的水平径向峰值振动速度最大,而垂直方向的主频频率大于水平方向,且主频范围集中在20~60 Hz之间,远远小于建筑物的自振频率。爆破振动存在放大作用,但其质点峰值振动速度均小于民房振速安全阈值(1.5 cm/s),不会对斜井隧道上方的民房造成振动破坏。提出复式小楔形掏槽结构代替原有的大楔形掏槽结构,能够有效减弱岩体的夹制作用,达到降低爆破振动的要求。     

过煤层采空区和断层的隧道开挖控制爆破技术

大同香炉寺山隧道过煤层采空区和断层时采用了上导硐先行的分步开挖方案和微差控制爆破技术。上半断面掘进始终超前下半断面 3～ 5m ,形成小台阶式爆破开挖方式。在上半断面掘进时 ,以超前的导硐为自由面 ,实施光面爆破 ;下半断面的掘进采用预裂爆破。每循环进尺限制在 1 0m以下。爆破中 ,控制最大一段齐爆药量 ,减轻了爆破震动对煤层采空区和断层的扰动。应用综合技术措施 ,使隧道顺利地穿越了地质条件特别复杂的地段。     

西部高海拔环境下山岭隧道施工中的微振控制爆破技术

以甘肃省甘南藏族自治州夏河隧道为研究背景,对高海拔环境下山岭隧道微振控制爆破技术进行了研究,以降低爆破振动对周边环境的影响。分析总结了导致原方案振动强度大的主要问题,对爆破参数进行优化调整。通过缩短掘进尺、改用小直径中空直孔掏槽形式,调整炮孔布置及各项参数,引入数码电子雷管精细设计,最后形成适用于夏河隧道的小台阶、短进尺、毫秒延期微振控制爆破方案。结果表明:爆破效果良好,振速控制在0.5 cm/s以内。提出的微振控制爆破技术能够实现有害效应控制,为复杂环境下隧道施工提供参考。     

泽雅水库导流洞混凝土堵头爆破拆除设计及振动影响

邻近建构筑物爆破中振动控制对爆破设计有较高要求。以泽雅水库导流洞改建泄洪放空洞工程为例,研究了面板堆石坝坝肩正下方的导流洞混凝土堵头爆破拆除方案及振动影响。基于短进尺、多循环的爆破设计理念,提出了断面分上下两部分分部开挖的爆破拆除方案及最大孔深为1.0 m的初步钻爆参数,并通过现场爆破试验确定了最大孔深可加大到1.5 m的钻爆设计参数。爆破施工过程中的爆破振动跟踪监测结果表明,混凝土堵头爆破拆除未影响水库大坝及其他建构筑物的安全。