公路隧道差异化爆破施工与损伤控制研究

莆炎高速公路隧道YA18标段钻爆法施工时,针对该区域地质条件复杂、岩性变化大的特点,提出差异化爆破设计与施工方案。对于Ⅲ级围岩采用二级楔形掏槽、周边光面爆破的形式,分台阶开挖;Ⅳ级围岩采用楔形掏槽、周边预裂爆破的形式,环形开挖预留核心土;Ⅴ级围岩采用楔形掏槽、周边预裂爆破的形式,中隔壁法开挖。通过采用差异化爆破施工方法,有效控制围岩爆破损伤并减小超欠挖现象,开挖轮廓平整,Ⅲ级围岩半眼痕保留率在90%以上,从而降低隧道支护及相关成本。隧道爆破振动强度位于合理区间范围内,保证周围建(构)筑物的安全。实践证明差异化爆破施工方法对地质条件的适应性强,具有显著的经济效益和社会价值,值得在类似工程中推广应用。     

电子数码雷管与掏槽眼分段装药延时爆破技术在小净距超大跨径隧道的应用

近年来，在我国高速发展的经济背景下，高速公路网线逐渐完善，但早期建设的高速公路由于交通量越来越大，因此越来越多的新建高速将双向八车道作为设计标准，“大跨径化”是隧道建设未来必然的趋势。大跨径小净距隧道在钻爆施工过程中，后行洞的爆破对先行洞的初支影响较大，如控制不好会造成严重的安全隐患。隧道后行洞开挖过程中，将电子数码雷管和掏槽眼分段装药延时爆破技术相结合，用于指导大跨径小净距隧道爆破参数设计。现场试验性爆破参数结果表明：电子数码雷管与掏槽眼分段装药延时爆破技术在与常规爆破技术同样爆破效率的前提下，降低了对先行洞初支约30%的振动影响。     

隧道开挖中楔形掏槽施工技术研究

楔形掏槽是斜眼掏槽中较易掌握的掏槽方式,其适用性较强,施工进尺较大,目前凡手持风钻进行爆破开挖的爆破作业,大多采用此方式.楔形掏槽工作方法在实践中有进一步创新,如采用大角度大抵抗线、加大掏槽高度、加大掏槽深度、加大单孔装药量,加大掏槽炮孔同段装药量等,但在应用时需根据地质情况合理加以选用,否则会影响嗣岩稳定性.介绍了楔...     

近接隧道中减振孔的爆破振动控制效应研究

新建隧道爆破施工时, 邻近既有隧道在爆破应力波作用下会产生一定的振动响应, 严重时会引起既有隧道衬砌结构开裂、 崩落等, 对既有隧道结构的安全与稳定构成一定威胁。 为了有效降低新建隧道爆破作业对邻近既有隧道的危害, 研究近接隧道中减振孔的爆破振动控制效益就显得尤为重要。 基于此, 本文分析研究了不同减振孔直径、 间距、 位置、 排数条件下的岩体质点振速及减振效率的变化规律, 得出描述减振率与减振孔参数间的关系式。 并借助数值分析软件 ANSYS / LS-DYNA, 分析近接隧道爆破中减振孔的降振效果。 研究结果表明: (1) 减振孔直径越大, 减振孔间距越小, 对爆破应力波的衰减作用越显著。 (2) 减振孔距爆源越近, 减振孔排数越多, 对爆破应力波的衰减作用越显著。 (3) 四个因素对爆破振动强度的影响程度由大至小依次为减振孔排数、 减振孔位置、 减振孔直径、 减振孔间距。 (4) 既有隧道中心断面前后 10m 范围内是关乎结构安全的重点部位, 单排减振孔对中心断面各部位的减振率达到 30% ~40%。     

中深孔扇形掏槽减振技术在地铁隧道的应用

为减小爆破振动和增加爆破循环进尺,以青岛地铁2号线车站主体Ⅰ部上台阶的爆破开挖为背景,通过理论分析和现场试验,对扇形掏槽机理和参数进行探讨。结果表明:中深孔扇形掏槽减振技术,不仅将爆破振速控制在0.5cm/s以内,而且将炮眼利用率提高到95%,爆破循环进尺提高到2m。扇形掏槽技术控制振速和加大爆破进尺的效果明显。     

浅埋隧道光面爆破减振施工技术

为降低爆破振动对城市地铁周边建(构)筑物或管线的影响,减少区间隧道超欠挖,降低围岩支护成本,以青岛地铁2号线区间隧道作为试验巷道。对掏槽及辅助孔,采取一次起爆分段延时的爆破减振技术,控制爆破振动速度。通过导爆索串联周边炮孔,实现同时起爆周边眼的隧道光面爆破技术。经现场测试,被保护物振动速度均控制在1.5cm/s以下,炮孔残留率达到90%,循环进尺提高13%,基本实现无超挖。本技术有效解决了原施工方案超挖严重、不能有效控制振动速度的问题,对同类工程有一定的借鉴意义。     

朝东岩隧道爆破掘进中围岩振动测试与分析

通过对朝东岩公路隧道爆破掘进过程中围岩振动的测试和数据分析 ,结果表明在隧道爆破掘进过程中 ,采用分段控制爆破在围岩中产生振动效应并不随同时起爆的装药量成正比增长 ,振动最大的是掏槽爆破 .不同围岩类别的应力波衰减规律有明显的差异 ,且均可用萨道夫斯基经验公式较好地模拟 .同时在围岩内应力波的频率有明显的变化规律 .实际施工爆破方案优越于理论爆破方案     

朝东岩隧道爆破掘进中国岩振动测试与分析

通过对朝东岩公路隧道爆破掘进过程中国岩振动的测试和数据分析。结果表明在隧道爆破掘进过程中，采用分段控制爆破在围岩中产生振动效应并不随同时起爆的装药量成正比增长，振动最大的是掏槽爆破。不同围岩类别的应力波衰减规律有明显的差异，且均可用萨道夫斯基经验公式较好地模拟，同时在围岩内应国波的频率有明显的变化规律。实际施工爆破方案优越于理论爆破方案。     

爆破施工引起的既有隧道振动监测与控制技术

在既有隧道附近修建隧道时,新建隧道爆破开挖引起的振动会对既有隧道的安全和稳定产生重大影响.结合乌鲁木齐市外环快速路扩容改建工程雅山隧道,研究隧道爆破施工过程中的振动监测方法及控制技术,通过对爆破振动监测结果的回归分析,建立隧道爆破施工振动传播的数学模型,并结合该隧道爆破开挖施工,从爆破药量、掏槽形式、爆破参数、起爆顺序、地质条件和传播距离等方面提出隧道爆破施工振动控制技术.研究成果可为新建隧道爆破施工参数优化及安全施工提供参考依据,同时为保证既有隧道安全起了重要作用.     

延米利用率

延米利用率是用来衡量公路工程开山爆破工程进度．爆破效果、效率和效益的指标。延米利用率是在公路工程爆破中,在单耗（单位体积岩体爆破所需炸药mkg／m^2）一定时,装药（包括耦合和不耦装药）长度与装药炮眼的深度的比。     

坡形浅埋隧道爆破振动效应及理论模型验证

为研究位于边坡地形和浅埋土岩复合地层条件下的山岭隧道施工爆破振动效应和振动影响范围,验证并获得准确适用的振速理论模型,以国道317线下穿县城密集区的德格隧道为依托,利用现场爆破振动监测和回归分析对4组常用理论模型进行验证,同时,通过三维数值模拟及与理论模型计算、现场实测结果的比较,围绕爆破振速、振动影响范围以及存在的爆破振动效应进行分析. 研究结果表明:4组常见理论模型计算拟合度在0.15～0.86之间,其中,唐海、朱传统和周同龄理论模型公式对应不同爆心水平距离、高程差时各有优势;理论模型计算得到的爆破振动影响范围比数值计算结果更接近现场实测结果;在隧道成洞区28 m范围内爆破施工引起的“空洞效应”明显,地表垂向最大振速由起爆点处的1.98 cm/s增大到了2.23 cm/s;爆心所在横切面内顺坡向一侧距离开挖中线10～20 m范围坡面上“边坡效应”显著,最大垂向振速达1.83 cm/s之后随爆心距增大而线性减小;在逆坡向一侧5～10 m范围内随高程增加将出现“高程放大效应”,因此,上述范围内的地表建筑应作为现场监测重点并做好防震措施.      

浅埋隧道掘进爆破地表震动效应数值模拟

以渝怀铁路人和场隧道爆破施工为背景，采用动力有限元法对浅埋隧道掘进爆破引起的地表震动效应进行了数值模拟．所建立的数值计算模型以地表和隧道已开挖区周边作为自由边界，其余为固定边界，实测隧道壁质点振动波形作为输入荷载．模拟获得的振动波形与实测波形相近，振动速度随时间和距离的衰减规律也与现场实测基本一致．对比分析模拟波形和实测波形的振动特征参数表明，模拟波形能反映质点的实际振动特征，其振幅、主频和持时的相对误差均值分别为9．14％，12．85％和17．57％．     

小净距上下交叉隧道爆破振动效应数值模拟

结合改建铁路六盘水至沾益段新建扒挪块隧道以17．5°交角跨越营业线贵昆铁路狮子口隧道的小净距控爆施工,通过对新建隧道施工时产生的爆破振动进行数值模拟与分析,研究爆破振动对既有隧道的影响,计算得到既有隧道质点振动速度以及混凝土衬砌的应力分布,参考实际爆破振动速度,反算得到爆破控制参数,确保了既有铁路的安全运营。     

颗粒阻尼抑制水下航行器轴系纵振模拟试验

在简谐激励条件下，应用轴系颗粒阻尼纵振抑制模拟试验装置研究了旋转工况下的颗粒阻尼减振比；探讨了单腔体多颗粒和多腔体多颗粒时的轴系模拟系统加速度变化，讨论了颗粒的材料、粒径、质量填充比、腔体数量、转速、激励频率与位移等参数对系统减振比的影响规律。研究结果表明:在单腔体多颗粒条件下，填充有铜、钢、橡胶包钢颗粒的系统减振比处于7.83%~8.91%，橡胶颗粒的系统减振比接近于0；铜、钢、橡胶包钢颗粒有明显的抑振效果，颗粒的材料密度和阻尼比越大，抑振效果越好；当颗粒质量填充比为15%时，系统减振比最高为13.77%，但当质量填充比超过15%时，减振比有所降低，故质量填充比一般应根据实际情况控制在15%左右；粒径、转速、激励频率与位移幅值的变化对系统减振比的影响分别为1.76%~8.68%、6.77%~12.50%、4.41%~10.12%与2.19%~7.05%；在多腔体多颗粒工况下，当颗粒总质量填充比和转速一定时，腔体数量对系统减振比有明显影响；当腔体数量为3时，转速为100 r·min-1和质量填充比为25%的最佳系统减振比为22.5%；在多腔体多粒径颗粒工况下，当总质量填充比为10%，转速为50~150 r·min-1的系统减振比波动不大，平均为14.18%，这表明多腔体多粒径组合对转速不十分敏感，具有较好的减振效果，可拓宽转速使用范围。      

爆破震动对路堑边坡的数值模拟

开挖爆破是山区路堑边坡的常用施工方法,爆破开挖会对周围边坡造成严重危害,因此有必要研究爆破震动波对既有边坡的影响。市政规范规定50 m为铁路保护范围,该范围内禁止爆破施工,200 m范围内为控制性爆破范围。选取振速接近1.5 cm／s的实测爆破震动波,对工程实例场平边坡进行数值模拟。由于边坡距北侧现状渝怀铁路50 m ,在对地块进行场平开挖时,需采取控制性爆破施工,文中模拟爆破震动对该边坡的影响。结果显示：U X位移主要集中在坡面坡脚位置,UY位移从上至下呈依次减小趋势;应力分布从上至下逐渐增大,最大应力集中在坡底处;加速度时程曲线坡顶波动最为激烈,坡脚次之。本次模拟采用的炸药用药量对该边坡基本不造成危害。     

大跨度隧道施工爆破地震波监测及减震措施

通过爆破振动测试,分析和掌握爆破地震波的特征、传播规律以及对建筑物的影响、破坏机理等,以防止和减少对建筑物的破坏,从而最有效控制爆侧地震波的危害。确定回归预报参数,改善爆破震动预测模型,根据量测结果及时调整爆破参数和施工方法,指导爆破安全作业,从而有效地控制爆破地震效应,给因爆破引起的民事纠纷以科学的判断依据。     

导爆管雷管与电子雷管在地铁下穿建筑物爆破中的应用对比

青岛地铁一期工程（3号线）五江区间下穿6座高层建筑物,隧道开挖线距离建筑物地下室最小距离11m,距建筑物筏板基础抗浮锚杆最小距离4m。地铁公司要求地下室最底层爆破振动速度控制在2cm/s以内,这严格限制了爆破单段炸药用量。前期采用1～20段毫秒延期导爆管雷管,隧道仅13.9m2的上台阶需分6次爆破,才能满足爆破振速要求,爆破工序时间长,效率低。后采用电子雷管实现了上台阶整体一次起爆,在增大单段炸药量提高掘进进尺的同时,降低了爆破振动速度,提高了爆破效率,加快了施工速度。总体比较,虽电子雷管炸材消耗高,但总成本下降,在环境复杂、爆破振速要求高且工期紧的爆破工程中,具有显著优势。     

浅埋地铁隧道近距离下穿危旧建筑爆破振动风险控制技术

青岛地铁一期工程3号线03标段区间隧道下穿湛山路3号民房,隧道拱顶到3号民房基础最小距离为9.5m。开挖过程中采用大直径双中空孔直眼掏槽、孔内分段延期爆破、控制单段最大起爆药量的方法,将地表振动速度控制在1.0cm/s以内,确保了地面建筑的安全。同时对爆破现场连续监测5次、共计36炮次,在统计分析炮次与振速最大值之间的对应关系基础上,提出在爆破施工过程中应该注意克服人的安全意识＂疲劳＂期,才能确保下穿段全过程的不超振。     

青黄海底隧道接线工程近接地面建筑物段爆破震动控制数值分析

针对当今城市隧道中比较常见的爆破震动问题进行分析，采用动力有限元软件对青黄海底隧道接线工程中的典型断面进行爆破震动数值模拟。分析结果显示，当相邻段别炮眼起爆时间间隔大于50ms以后，可忽略爆破震动的叠加效应，因此可采用分段模拟的方法对隧道爆破效果进行分析，在此基础上对本工程钻爆设计进行了讨论，并提出了改进建议。     

新型爆破器材在关子岭大断面隧道施工中的应用

介绍了电子雷管及其起爆系统的特点;阐述了数码电子雷管微差干扰降震的主要原理;结合关子岭隧道的工程实例,在爆破效果上与传统爆破材料进行了比较,得出了电子雷管在经济性、安全性和减震方面具有明显的优势。