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。     

多工艺开挖方法在运营公路隧道泄水洞施工横洞中的应用研究

运营公路隧道突水处理可采用在隧道外侧新建泄水洞的方案,利用泄水洞将地下水“截流”后引排。为加快施工进度,通常利用半幅运营隧道作为施工通道,并在运营隧道内施作施工横洞的方法增加泄水洞开挖断面。如果施工横洞处围岩强度大,机械开挖困难时,需采用钻爆法开挖。但是传统钻爆法开挖会产生强烈的爆破振动,对既有运营隧道安全造成影响。提出一种既有运营公路隧道泄水洞施工横洞分区分段爆破开挖的施工工艺,能够解决在高强度围岩泄水横洞开挖时的功效低、爆破振动大、施工安全风险高的问题。     

基于FLAC3D软件分析爆破施工对近接既有隧道安全的影响

为研究复杂地形地质下爆破施工对近接既有隧道安全的影响,以珠海市横琴新区环岛西路（西环隧道及西环隧道以南段）扩建改造工程为工程背景,基于FLAC3D软件建立数值模型,模拟爆破施工对隧道安全的影响。根据对数值计算结果的分析,得到以下结论：不同围岩等级对既有西环隧道的变形影响明显;新建辅道的施工工法有效控制既有西环隧道的应力影响;不同围岩等级对既有西环隧道的振动速度影响较为明显。     

湖北省十白高速公路宋家湾隧道爆破振动监测分析

十白高速公路宋家湾隧道为连拱短隧道,隧道爆破会对既有隧道的围岩稳定性造成较大的影响。为确定合理的爆破装药量以确保围岩在爆破振动时的稳定性,通过现场监测,得到了隧道爆破围岩的振动速度与振动频率,由此提出了确保工程稳定的合理装药量,研究成果为隧道的顺利施工提供了科学依据。     

高速公路扩建大断面特小净距隧道爆破稳定控制技术研究

 以国内罕见的大帽山隧道为工程背景,结合国内现有研究成果和规范,研究新建隧道爆破施工时确保既有运营隧道安全稳定的控制技术。以现代信息化施工理论为依据,充分运用现场监控量测,将既有隧道质点振动速度的临界值确定为20 cm/s,对既有隧道爆破质点振动速度进行监测、回归分析和爆破参数的优化;最终现场监测结果表明,优化后的最大装药量等爆破参数设计合理,该爆破设计在现阶段未对既有隧道安全产生较大影响;同时,运用数值模拟的方法,得到中夹岩和既有隧道壁面的质点振动速度随时间的变化规律,所得最大振速符合规范要求,验证该次爆破设计是合理的。通过数据分析得出隧道肩部的振动速度是隧道底部的1.19～3.99倍,隧道腰部的振动速度为隧道底部的1.10～3.11倍,迎爆侧振动速度为背爆侧的5～10倍。该研究成果为今后类似隧道工程的爆破掘进工程在理论上和施工方法上提供参考借鉴。     

上跨临近既有铁路隧道爆破振动控制响应效应研究

以兴泉铁路绿谷二号隧道上跨既有福厦铁路陈坝隧道工程为依托,进行隧道上跨施工对既有铁路隧道控制爆破的振动响应研究。根据不同的施工环境条件制定相应的开挖及控制爆破方案,计算得到不同围岩级别对应的距既有隧道最小斜距的爆破振动速度;然后对比现场试爆振动影响与简化计算方法得到的爆破振动速度,两者具有较好的一致性。最后采用三维有限元方法,得到2.0 m进尺条件下最大速度响应为1.66 cm/s,与计算及监测值较为接近,均满足爆破震动安全允许标准值的要求,验证了模型的准确性和可靠性。     

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。     

不同距离条件下爆破引起的质点振动频幅分析

论文基于隧道开挖施工爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值及其主振频率分析,论述了不同距离条件下爆破引起的质点振动频幅特性,较为详尽地解释与探讨了爆破震动测试结果,并在分析质点振动速度峰值与距离及环境条件关系的基础上,得出较远距离条件下(220 m～325 m)的质点振动速度峰值的主振频率集中在以35Hz为中心的25～45Hz范围值的结论,同时指出近爆破点区域的爆破地震波衰减速度明显大于较远区域,以及介质特性与距离是加速爆破地震波衰减的主要因素,分析结果也再次证实质点振动速度峰值及其主振频率与爆破规模和环境条件密切相关.     

小净距隧道爆破振动规律研究——以石尾隧道为例

小净距隧道具有造价相对较低、有利于整体线性优化等优点,在公路短隧道设计中被广泛采用.小净距隧道施工工艺相对连拱隧道较为简单,但鉴于隧道的中岩墙厚度相对较小,在采用钻爆法施工过程中,爆破不仅会影响掘进隧洞围岩稳定性,亦会对相邻隧洞结构稳定性产生一定影响,进而影响隧道施工安全.本文以在建小净距石尾隧道为例,在先行洞右洞掌子面爆破施工时,通过对左洞距爆破掌子面不同距离测点进行爆破振动测试,研究了左洞围岩及其结构在爆破振动后的振动波速变化规律.根据爆破振动监测结果及分析可动态调整爆破方案与参数,确保爆破施工安全性.石尾隧道的爆破振动规律研究成果对公路小净距短隧道的爆破施工具有一定参考意义.     

逆作法改造施工步序对人防隧道安全影响分析

重庆市核心城区下防空地下室众多,为了解决地面交通的拥堵问题,需对既有人防隧道进行扩建改造,以满足设计要求。本文以重庆解放碑地下停车系统工程K0+550~+635段利用原人防隧道扩挖明洞为工程背景,提出采用逆作法从现状人防隧道路面向下扩挖明洞的设计方案,利用有限元数值技术模拟改造扩挖施工过程,分析明洞施工引起的既有人防隧道的结构内力、安全系数和围岩的变形情况,验证了设计方案中的逆作法施工步序对既有人防隧道结构安全性的影响。结果表明:在采用逆作法向下扩挖明洞的施工过程中,既有人防隧道衬砌结构处于安全状态,该改造扩挖明洞设计方案可行。     

围岩压力对爆破信号频域能量分布影响研究

随着金属矿山开采深度进一步加大,上覆岩体引起的高围压极易导致围岩发生片帮冒顶等失稳破坏,目前,所建立的爆破震动效应安全判据均未考虑开挖深度及围岩压力因素。笔者通过对不同围岩压力下巷道围岩的爆破震动效应进行数值模拟,利用小波能量理论在频域范围内分解巷道围岩响应信号,得到响应信号的频带总能量以及在不同频率区间内的能量分布,并得出围岩压力对响应信号频带总能量以及频带能量分布的影响规律。结果表明:围岩压力越大,响应信号的频带总能量越大,且频带总能量的增幅以主频带内能量增幅为主;随着围岩压力增大,次频带内能量向主频带内转移,导致频带能量趋于集中。明确不同围岩压力作用下爆破震动信号频域能量的分布规律,为进一步建立考虑围岩压力因素的爆破震动效应安全判据奠定基础。     

既有人防结构电力改造对邻近建筑的影响研究

随着城市的发展,对既有地下结构的改造和扩建日益增多,城市地下空间环境复杂,近接建筑物多,施工过程中易对既有建构筑物造成影响。以重庆解放碑地下停车系统工程下穿银座商场主通道下的新建电力隧道为工程背景,提出从现状人防结构路面下开挖电力隧道的设计方案,经过现场检测得到人防结构现状参数,结合有限元数值技术模拟电力隧道施工过程,分析电力隧道开挖施工引起的既有人防结构及近接建筑物基础变形情况。结果表明:各个施工阶段,既有人防结构及近接建筑物处于稳定状态,该新建电力隧道设计方案可行。     

基于预裂微震控制爆破技术的隧道断层施工

结合某高速公路隧道,从钻爆设计、爆破工艺流程、爆破质量检验等方面详细阐述了预裂微震控制爆破技术在隧道断层施工中的应用,为今后断层爆破和破碎隧道围岩开挖积累了经验。     

大帽山小净距隧道群中夹岩累计损伤效应研究

 小净距隧道的爆破施工不可避免地造成围岩累计损伤,岩体力学性能劣化。结合大帽山小净距隧道群的监控量测实践,基于动力损伤变量和围岩内部位移,研究小净距隧道群中夹岩的累计损伤效应。声波波速和围岩内部位移的监测结果表明,新建大帽山隧道的爆破施工已经导致中夹岩产生一定程度的损伤、破坏和滑移,但围岩位移并没有持续变化失稳,岩体仍具有一定的强度;通过对新建隧道和原有隧道损伤范围的比较发现,双侧壁导坑法施工造成围岩的累计损伤范围比全断面法施工大近3倍,并且循环爆破施工造成围岩的累计损伤更显著,所以围岩累计损伤效应是小净距隧道施工过程中必须高度重视的;上断面爆破施工一般使岩体内的裂纹被激活,声波波速显著下降,下断面爆破致中夹岩墙产生类墙体的振动,使岩体变松散滑动,围岩内部位移显著增大;并且围岩的滑动都是爆破时发生的,爆破停止滑动也就停止;在判断围岩的累计损伤程度和范围时,应充分考虑声波波速变化率和位移量,仅通过声波波速变化率可能做出误判;与爆源越近,围岩的损伤度和位移量越大,越远越小,且累计损伤效应呈现明显的非线性特征。     

在软弱围岩环境下隧道开挖施工技术研究

随着我国公路隧道工程建设规模的扩大,人们对公路隧道施工技术要求、质量要求也在逐步提高。因此,为了避免施工过程中存在不足,要从根本上保证公路隧道工程的施工质量。本文主要结合软弱围岩环境下隧道的施工,深入探讨施工质量控制要点。     

软弱围岩公路隧道施工技术

结合工程实例,对软弱围岩公路隧道洞口加固、洞身掘进和初期支护施工技术进行了详细地介绍和分析,指出了超前长管棚和锚喷支护技术是处理软弱围岩行之有效的方法。     

相邻洞室爆破施工对已有洞室的影响

 爆破施工振动对邻近已有洞室的影响及其控制是隧洞工程中的关键技术问题。新建隧洞在与已有隧洞间距比较小的情况下进行爆破开挖,爆破开挖产生的爆破波会危及已有隧洞围岩和衬砌结构的安全与稳定性。结合锦屏一级水电站左岸洞群工程施工爆破的相互影响分析课题,应用动力有限元数值模拟,研究不同的围岩类别、洞室间距、岩体阻尼比、单响药量情况下爆破振动对邻近已有洞室围岩和衬砌结构的影响问题。根据洞壁振动速度允许值与隧洞衬砌在邻近爆破振动波作用下的动拉应力值,得出施工爆破洞室的最小间距及单响药量控制：III类围岩、洞间距为(1.5～2.0)D时,单响药量应控制在15 kg以内;IV类围岩、洞间距为(1.5～2.0)D时,单响药量应控制在12 kg以内;V类围岩、洞间距为(1.0～1.5)D时,单响药量应控制在10 kg以内。研究结果为实际工程的施工和设计提供了参考和依据。     

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。