爆破开挖附近地铁隧道振动监测数值分析

利用计算机数值模拟技术分析在既有地铁隧道附近进行隧道开挖时,使用掘进爆破对邻近地铁隧道的振动影响情况。通过计算爆破工作面距离地铁隧道不同位置的工况,得出地铁隧道截面各处的振动峰值速度,并与实际测量值进行比较分析,由此得到实际测点处速度峰值与地铁隧道内最大振动速度峰值的比值曲线和分布函数,从而对基于爆破振动安全阈值下的地铁隧道振动进行控制,对类似工程爆破振动监测可提供一定参考。     

青岛地铁太延区间爆破振动控制及影响评价

城市浅埋隧道下穿建筑物的爆破施工应加强爆破振动控制。针对青岛地铁3号线太延区间段隧道下穿青岛疗养区供应公司,埋深为7.4 m、围岩IV~V级、地下水丰富等特点,结合先前其他区间段隧道施工经验,对该区段隧道施工进行专项爆破振动控制设计。通过采用大直径中空直眼掏槽和减小单段最大起爆药量,合理布置炮孔间排距、优化爆破网路,对爆破振动速度进行控制。对地上建筑物振动实时监测,爆破振速满足2 cm/s的爆破振速控制标准,振动峰值速度在砖混结构建筑物顶层存在放大效应。此爆破振动控制方案取得了良好的爆破振速控制效果和工程、社会效益,可为类似城市浅埋隧道施工提供参照意义。     

爆破施工对邻近既有隧道的振动响应研究

针对新建隧道爆破施工影响邻近既有隧道结构的安全性和稳定性,以新建的衢宁铁路五都隧道为依托,采用LS-DYNA动力有限元程序建立小净距隧道爆破振动数值模型,分析既有隧道关键部位在受邻近爆破影响下的振动速度和应力;并结合现场监测数据,对新建隧道爆破施工中既有隧道结构的振动响应进行研究.研究结果表明:在合理的炸药当量下,既有隧道结构能承载爆破引起的有害振动;既有隧道在距离爆破点最近的断面振动速度达到峰值且衬砌中迎爆侧墙腰区域振动速度峰值和应力峰值最大.当爆破荷载达到破坏隧道衬砌混凝土破坏极限时,在动荷载作用下,破坏自墙腰部位起始,拱顶、拱脚和墙腰混凝土衬砌出现拉伸破坏,底板出现剪切破坏;在相同规模荷载作用下,既有隧道迎爆侧衬砌振动速度峰值与围岩级别呈正相关关系,对围岩薄弱的地区,应注意加强防护.     

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。     

城区复杂环境下地铁隧道爆破掏槽方式优化

爆破振动控制是复杂城区环境地铁隧道爆破施工中的重点关注问题，而掏槽爆破往往是在隧道爆破中产生的振动强度最大。结合武汉地铁7号线北延线(前川线)爆破工程背景，综合数值模拟及现场测试验证方法，计算对比分析了单楔形掏槽、四直孔掏槽和双楔形掏槽三种掏槽方式下爆破振动强度，提出了基于爆破振动速度控制的地铁隧道掏槽爆破优化方式。研究结果表明：在单楔形掏槽、四直孔掏槽与双楔形掏槽三种掏槽爆破方式下，沿隧道开挖轴线方向，三种掏槽方式具有相似的传播规律，在0～10 m范围内，x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而减小，在0～-5 m范围内，x向(水平径向)峰值振动速度随着与掌子面距离不断增加而不断衰减，当地表质点与掌子面水平距离超过5 m时，x向(水平径向)峰值振动速度整体趋势表现为先上升后下降。隧道左导洞上台阶已开挖区对地表振动速度具有放大效应，即存在“空洞效应”;垂直于隧道开挖轴线方向，x向(水平径向)峰值振动速度在隧道左右两侧分布规律大致相似，且随着与原点水平绝对距离的增加而逐渐减小，隧道左导洞上台阶存在临空面，使隧道左侧x向(水平径向)峰值振动速度大于隧道右侧；由于采用延时起爆方...     

新建隧道上跨既有隧道的爆破振动分析

为保证既有隧道的安全运营,开展了新建隧道上跨既有隧道爆破振动的影响分析研究。在距离掌子面100m处的交叉段区域内对新建隧道进行爆破振动监测。根据实测数据,运用萨道夫斯基公式回归分析新鼓山隧道质点峰值振动速度,并根据公式推算出单段最大药量。通过数值模拟软件ANSYS/LYS-DYNA分析爆破振动对既有隧道产生的影响,并且对既有隧道进行振动监测,将模拟结果与实测结果进行比较。结果表明,模拟结果接近实测结果,可为类似工程提供参考。     

新建隧道上跨既有隧道的爆破振动分析

为保证既有隧道的安全运营,开展了新建隧道上跨既有隧道爆破振动的影响分析研究。在距离掌子面100m处的交叉段区域内对新建隧道进行爆破振动监测。根据实测数据,运用萨道夫斯基公式回归分析新鼓山隧道质点峰值振动速度,并根据公式推算出单段最大药量。通过数值模拟软件ANSYS/LYS-DYNA分析爆破振动对既有隧道产生的影响,并且对既有隧道进行振动监测,将模拟结果与实测结果进行比较。结果表明,模拟结果接近实测结果,可为类似工程提供参考。     

地铁隧道掘进爆破地表振动效应研究

以武汉地铁2号线隧道工程为背景,采用现场爆破振动监测及数值模拟方法,对掘进爆破过程中产生的地表振动效应进行研究。结果表明,掌子面后方沿隧道轴线已开挖区地表振动速度存在放大现象,数值计算所获得的地表振速峰值与现场监测结果吻合较好,其变化规律和特征与实测结果基本一致,证明采用数值模拟方法研究隧道掘进爆破产生的振动效应是可行的,能为后续的施工提供参考。     

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。     

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。     

浅埋地铁隧道爆破振动速度传播规律及预测

为了更好地控制浅埋隧道爆破施工对地表建(构)筑物产生的不利影响,以武汉地铁八号线洪山站-小洪山站区间隧道开挖爆破为研究对象,采用数值模拟与现场监测相结合的方法进行浅埋隧道爆破振动传播规律及预测研究.结果表明:数值模拟结果与现场监测结果基本一致;地铁隧道爆破开挖作用下地表3个方向的质点振动速度为垂直方向最大;沿隧道径向方...     

爆破振动速度与加速度的等效换算研究

针对建筑结构抗震设计采用爆破振动加速度、工程爆破安全控制标准采用振动速度的不一致问题,通过理论分析和现场测试试验对爆破振动速度峰值和加速度峰值的等效换算及影响因素进行了分析。研究表明:爆破振动速度峰值和加速度峰值可通过公式进行等效换算,换算系数与最大单段药量、爆心距、起爆方式等影响因素相关。     

取水隧洞内外爆破振动安全分析

为确保核电工程前期取水隧洞的顺利建设和后期核岛及附属结构的安全运营,对广东台山核电站取水隧洞爆破开挖过程中其内部与地表的振动进行测试。根据隧洞内部与地表处设置的振动监测点与开挖面的距离不同,爆破振动测试过程中的监测点可分为3个区域。通过分析不同区域地下及地表的质点峰值振动速度传播规律发现:不同区域质点峰值振动速度随比例药量的增加整体呈增大的变化趋势;对于距离爆源较近的区域,隧洞内部的振动速度大于地表振动速度,而距离爆源较远区域其地表的振动速度大于隧洞内部的振动速度。另外,随爆源距的增加,地表振动衰减系数逐渐减小,而隧道内部衰减系数逐渐增加。因此,对于具有多项控制要求的浅埋地下隧道工程爆破,应分区域进行地下、地表振动监测,以达到控制爆破振动安全的要求。     

新建隧道爆破对既有隧道影响的数值模拟分析

以福平铁路隧道爆破开挖工程为例,针对福平铁路施工中新建隧道上跨既有隧道的特殊工况,采用ANSYS有限元软件对爆破方案进行模拟计算,求得最大主应力所在的位置和振动波形。将实际监测结果与模拟结果的振动波形进行对比,并分析振动峰值和频率特征。结果表明,二者的振动峰值近似相等但频率特征有所不同,说明ANSYS数值模拟能找到最危险位置并预测最大振速,可以指导工程实际。     

新建隧道爆破对既有隧道影响的数值模拟分析

以福平铁路隧道爆破开挖工程为例,针对福平铁路施工中新建隧道上跨既有隧道的特殊工况,采用ANSYS有限元软件对爆破方案进行模拟计算,求得最大主应力所在的位置和振动波形。将实际监测结果与模拟结果的振动波形进行对比,并分析振动峰值和频率特征。结果表明,二者的振动峰值近似相等但频率特征有所不同,说明ANSYS数值模拟能找到最危险位置并预测最大振速,可以指导工程实际。     

高层框架结构建筑物爆破拆除振动研究

为研究建筑物爆破拆除过程中产生的振动效应,对一高层框架结构建筑物爆破拆除过程进行振动监测,并对爆破振动与塌落振动数据进行对比分析。研究发现,爆破振动峰值速度的衰减速率大于塌落振动峰值速度;塌落振动信号优势频带能量大于爆破振动信号;塌落振动信号的频率接近建筑物的自振频率,危害性更大。     

高层框架结构建筑物爆破拆除振动研究

为研究建筑物爆破拆除过程中产生的振动效应,对一高层框架结构建筑物爆破拆除过程进行振动监测,并对爆破振动与塌落振动数据进行对比分析。研究发现,爆破振动峰值速度的衰减速率大于塌落振动峰值速度;塌落振动信号优势频带能量大于爆破振动信号;塌落振动信号的频率接近建筑物的自振频率,危害性更大。     

大断面隧道新浇二衬混凝土爆破振动控制安全阈值

大断面隧道新浇二衬混凝土的强度较低，在爆破施工过程中易受到破坏。为研究新浇二衬混凝土爆破振动控制标准，结合大断面龙南隧道工程，采用现场监测与数值模拟相结合的研究方法，分析不同龄期大断面隧道新浇二衬混凝土在爆破振动作用下的动力响应特征，得出新浇二衬混凝土爆破振动控制安全阈值。研究结果表明：隧道二衬拱顶z方向振动速度和拉应力大于其他部位，峰值振动速度6.66 cm/s和峰值拉应力1.57 MPa出现在拱顶，拱顶是最危险位置；不同龄期下二衬拱顶的爆破振动速度随爆心距的增大呈指数衰减趋势，随着混凝土龄期的增加而衰减，且不同方向衰减趋势有差异；基于数值模拟结果和动态抗拉强度理论，大断面龙南隧道新浇二衬混凝土爆破安全振动速度阈值为2.80 cm/s。     

小间距隧道爆破对既有隧道振动影响分析

以实际工程为依托,分析爆破振动对临近既有隧道的影响.施工前对既有隧道进行结构病害检测并评估其安全状况,施工过程中对既有隧道爆破振动速度进行现场监测,以确保爆破施工过程中既有隧道的结构安全.对现场监测结果进行统计和回归分析,确定了爆心距以及分段装药量对于爆破振速传播规律影响,将爆破振动对既有隧道衬砌的影响根据爆破振动速度分为无影响、微影响、较大影响和安全性影响4个等级.针对于小净距隧道工程特点,提出爆破安全控制技术措施及处治建议,包括合理开挖工法的选择、分段装药量的确定及掏槽形式的选择等.     

武汉地铁区间隧道下穿建筑物爆破振动控制技术研究

为有效控制爆破振动对周围建筑物的扰动,研究爆破振动传播规律,结合现场环境和爆破器材,对武汉地铁纸坊大街站-小镇站区间隧道左线下穿建筑物区段进行爆破方案优化设计,并在建筑物地表设置监测点对爆破振动进行监测,然后通过10次监测所得数据分析爆破振动传播规律。结果表明:通过分台阶爆破、松动爆破、直孔掏槽、周边密集减振孔、空气间隔装药以及延时爆破等优化设计,将振动速度峰值控制在安全允许振速2.5 cm/s以下;中台阶、下台阶爆破时因上部存在自由面会有部分能量散失到空气中,导致工作面正上方测点振速减小,因此峰值振速随爆心距的增大先增大后减小。该工程技术可为其他复杂环境下的爆破工程提供参考和借鉴。