铁路隧道近距下穿地铁隧道的微振爆破技术

研究目的:隧道超近距下穿运营地铁隧道时,通常采用机械施工。本文基于目前最先进的起爆器材——电子雷管,采用隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术,利用无线爆破振动监测设备测试每次爆破产生的振动,优化爆破参数和减振措施,确保运营地铁隧道和列车内人员的安全,形成超近距下穿运营地铁隧道的微振爆破技术。研究结论:(1)超近接隧道修建时,可以采用微振爆破技术,根据保护目标的要求,可适当增加减振措施;(2)采用微振爆破技术,在施工效率和经济成本方面优于机械施工;(3)掏槽区设置减振孔的减振效果明显,减振效果与减振孔孔径大小和数量有关;(4)目前的爆破振动规律或计算公式并不适合近接隧道的爆破振动控制,这种情况下建议:每炮均测试爆破振动,然后调整爆破参数满足控制标准;(5)本研究成果可为近接隧道施工提供参考。     

城镇控制爆破减振技术试验研究

以深圳西乡商业中心旧城旧村改造项目基坑石方爆破工程为依托,针对爆破区域紧邻运营地铁、居民区的复杂环境,爆破振动安全控制要求极其严格,为确保安全,施工初期从施工工艺、施工方法等方面进行了多项减振技术的现场试验,主要在电子雷管延迟间隔设置、减振孔规划、炮孔底部气垫层、爆破作业自由面朝向等方面进行了深入研究,通过爆破振动现场实测值分析减振效果,并对上述各项减振技术进行了量化试验对比分析,获得该爆破施工地质环境条件下可靠的试验数据;在试验数据的支撑下,完善爆破施工技术、工艺、方案,成功地完成了该项目的施工。     

繁华城区明挖地铁基坑微振控制爆破技术

深圳市轨道交通11号线工程一区间工点为基坑明挖段,周边环境复杂,次高压燃气管道距基坑边最近距离只有12 m,要求爆破振速不大于2 cm/s,施工难度极大。为满足安全和工期要求,采用了电子雷管微振动控制爆破技术,通过调整起爆时差,使得振动波形发生错相叠加,达到减振目的。通过爆破试验获得了有效降振的最佳延时时差以及振动衰减规律,总结出了微振动控制爆破施工工艺,完善了最终的爆破方案,并在施工中得到成功应用,保证了该工程的安全高效完成。     

地铁车站深基坑爆破开挖振动控制技术

长沙地铁2号线西延线工程一车站基坑开挖方量大,工期紧,周边紧邻住宅区,交通流量大。采用深孔爆破与浅孔爆破相结合的爆破方式。为控制爆破开挖振动,通过现场试验和数值模拟分析,总结出了微差爆破的最佳间隔时间和减振孔设计参数。通过采用毫秒延时起爆和减振孔相结合的综合爆破振动控制技术,保证了周边建筑、围护结构和止水帷幕的安全,加快了施工进度。     

基坑爆破开挖对运营隧道的影响数值模拟分析

以深圳安托山安峦公馆基坑爆破开挖工程为研究对象,采用数值模拟方法分析了爆破振动传播途径中距离爆源不同距离处的振动速度,以及大断面、小断面隧道衬砌振动速度的分布情况。结果表明:在距离地铁40 m以内爆破施工时应采取减震措施;地铁隧道迎爆侧的水平和竖向振动速度要大于非迎爆侧,隧道衬砌最大振动速度在迎爆侧拱顶和拱脚,爆破施工过程中应对隧道迎爆侧重点监测和防护;隧道断面对水平和竖向振动速度均有放大作用。     

地铁三种典型轨道结构振动响应对比分析研究

通过轮轨耦合以及ANSYS有限元仿真,研究分析了地铁3种典型轨道结构振动响应、频率、距隧道中心距离之间的关系。研究表明,速度响应方面,距隧道中心水平方向0~20 m范围浮置板减振效果最优,20~80 m范围弹性支承块最优,80~170 m范围弹性支承块和弹性扣件轨道较优;加速度响应方面,距隧道中心水平方向0~100 m范围浮置板减振效果最优,100~170 m范围弹性支承块和弹性扣件轨道较优;振动频率方面,0~1 Hz范围弹性扣件轨道减振效果略优,20~40 Hz范围弹性支承块略优,1~20 Hz和40~500 Hz范围浮置板减振效果最优。     

城市浅埋小净距隧道爆破施工优化与分析

针对福州地铁2号线洋里站矿山法段爆破施工优化问题,采用数值软件计算不同工况下小净距隧道的力学响应;以左右洞错开距离、爆破开挖进尺、上台阶长度为试验因素,以后行洞右侧拱腰水平位移峰值、中隔岩有效应力峰值、地表振速峰值以及双洞贯通时长为评价指标设计三因素四水平的正交试验;采用灰色关联度分析和组合赋权法进行结果数据处理,并获得最优参数组合。研究结果表明:左右洞错开20 m,爆破开挖进尺3 m,上台阶长度10 m为小净距隧道爆破施工最优化方案,且与现场实际采用的爆破方案对比,隧道中隔岩拱腰水平位移、中隔岩有效应力峰值、地表振速峰值分别降低11.4%,33.7%和12.84%;基于正交试验的灰色关联度分析可以通过少次数的试验获得最优化参数方案,具有良好的应用前景。     

基坑开挖引起下卧地铁区间隧道上浮控制研究

基坑开挖对其下部的地铁区间隧道有明显的影响.上海轨道交通7号线浦江南浦路站--浦江耀华路站区间的中间风道基坑工程位于地铁区间隧道的上方,坑底距隧道顶的最小距离仅为9 m.基坑开挖对该地铁区间隧道上浮影响的分析与计算成为该工程的关键.为此建立了该基坑工程的数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁区间隧道上浮的影响:下行隧道上浮较上行线要大.提出了相应的控制措施:地铁区间隧道变形值超过允许值,需对隧道周围土体进行加固处理,或者采用堆载的方法.建议加载大小为160 kN/m2;若采用坑底加固的方法,加固弹性模量为30 MPa.     

基坑施工过程中对既有地铁隧道的自动化监测研究

结合青岛某酒店基坑开挖过程对既有地铁隧道的施工保护进行研究,探讨地铁隧道临近基坑的施工控制关键因素,提出地铁隧道自动化监测的控制要点,施工过程中加强对控制性爆破施工、针对性支护体系和地铁隧道结构变形的连续观测,确保爆破震动速率符合安全要求,支护体系与地铁结构符合安全距离,结构变形处于安全状态,进而保证地铁运营的安全可靠。     

浅埋隧道控制爆破施工技术

渝利铁路火风山浅埋隧道采用爆破施工。通过利用爆破振动监测及声波检测技术,结合现场试验数据,分析了毫秒导爆管雷管爆破对地表及基桩底部的振动和围岩损伤的影响。结果表明:采用电子雷管后距离掌子面20 m的最大爆破振动速度降为2 cm/s以下,地表振动速度为0.3～0.5 cm/s;爆破开挖对拱顶的内部围岩损伤范围未达到拱顶以上4 m,符合设计要求。提出的测试方法和检测项目科学可靠,可为隧道施工确定爆破方法和爆破参数提供科学依据。     

隧道爆破振动控制技术研究

研究目的:复杂环境下浅埋隧道钻爆施工的爆破振动问题最为敏感,工程实践中需要既能实现快速掘进又能降低敏感区段爆破振动的爆破技术。研究结论:结合开元寺隧道和杭州引水隧洞钻爆掘进中的爆破振动测试和分析,发现这两个埋深25 m左右的隧道掘进中,掏槽爆破产生的地表振动最为强烈。试验证明采用多级复式楔形掏槽可以有效降低爆破振动,同时利用高精度延时雷管或数码电子雷管调整掏槽爆破起爆时差,可以实现振动波错峰减振,并能改善掏槽效果,提高炮孔利用率。爆破试验过程中配合爆破振动监测,不断调整和优化掏槽爆破方案,最终顺利通过隧道浅埋振动敏感区,而且平均单炮进尺在3 m左右,地表爆破振动控制在1.5～2.5 cm/s。达到保证安全的前提下实现快速钻爆施工。     

微振动浅孔控制爆破在基坑开挖中的应用

某地铁盾构始发井处基坑岩层属于坚硬裂隙岩,岩石呈块状或巨块状,采用非炸药爆破方式施工很难对石方进行开挖,且该基坑紧邻小区建筑物及交通要道,炸药爆破极易对周边环境和安全造成影响,因此在基坑开挖中采用了微振动浅孔控制爆破方法。介绍了采用微振动浅孔控制爆破的技术方案(包括爆破参数选择、爆破施工流程及相关工作)和安全防护措施。爆破振动监测及数据处理分析表明,采用微振动浅孔控制爆破技术并制定严密可靠的安全防护措施,能够有效控制爆破飞石、噪声及冲击波,是一种安全、经济、有效的施工方法。     

地铁基坑爆破中减振孔的降振效果实测研究

结合某地铁工程实际,在爆破区与受保护区之间合理布置减振空孔,孔径、孔深和孔距根据实际需要调整,对现场有无减振孔爆破进行振动测试,对采集数据进行拟合分析计算,得出本工程减振孔的减振规律。研究结果表明：减振孔的最大减振率达到22.4%,降低了振动强度,减少了对近区周边构筑物（如地下连续墙）的损害;随着爆心距的增大,减振效果越来越差,在远处时几乎与无减振孔最大振速一致。     

山体开挖对既有隧道的动力影响评估

荆溪路部分区段从山体旁边穿过,设计方案是对山体进行开挖,形成路堑。路基开挖宽度为30nl,刑它的最大高度12．7m,铁路隧道与道路的水平最近距离约40m。采用ABQUS对爆破的振动响应进行动力分析,结论是：露天浅孔爆破方式进行山体岩石开挖,对列车的安全运营存在隐患。建议禁止大吨位炸药的爆破方式;若采用浅孔爆破,常规的炸药用量也不能满足列车运营的安全需要,可考虑采用更小量炸药的爆破方式。     

复杂环境下地铁基坑爆破开挖减振试验研究

结合厦门地铁工程实际,为研究如何设置爆破区与被保护建筑物之间的减振孔,在爆破区选择一块场地对有无减振孔试验进行振动测试,对采集的数据进行拟合分析计算,得出该场地地层振动速度衰减规律和减振规律。研究结果表明:减振孔的排数与减振效果呈线性正相关,减振孔有效降低了振动强度,减小了对周围建筑物的损害,随着爆心距的减小,减振效果也更明显。     

超小净距隧道不同爆破方式现场试验研究

超小净距隧道钻爆法施工过程中,爆破产生的地震波不可避免地对先行隧道衬砌结构产生损伤,会危及其安全和稳定性。南京地铁隧道二号线工程实践,最小净距仅0.309 m,远小于隧道设计规范规定值,进行CRD工法的爆破全过程系统现场试验,分析先行洞衬砌在不同爆破方式作用下的振动波传播及分布规律,结果表明:上台阶爆破时先行洞迎爆侧衬砌产生的振速较大,但切向和水平相差不大,应将上台阶的爆破作为爆破控制的重点,选择合理的掏槽形式和掏槽位置,可以为后续爆破创造足够好的临空面;下台阶爆破对先行洞产生的振速较小,一般不会大于10 cm/s;上下台阶同时爆破作业产生的振速最大,超过爆破安全规程规定值20 cm/s,因此小净距隧道禁止上下台阶同时爆破。     

大断面地铁换乘站近距离下穿既有运营车站施工技术研究

新建重庆轨道交通10号线红土地站与既有6号线红土地站呈"十"字相交,下穿既有车站净距5.06 m,地质主要为砂质泥岩和砂岩,既有车站在施工期间不能中断,为确保运营安全,要求施工爆破振速不大于1.0 cm/s,施工难度极大。介绍了采用机械开挖与控制(弱)爆破(数码电子雷管逐孔起爆、错相减振技术)相结合安全、高效的穿越既有运营车站的施工技术。     

黄土地区基坑近接施工变形控制标准数值模拟研究

为得到湿陷性黄土地区基坑近接既有地铁结构的位移规律和控制标准,基于西安地铁5号线车站基坑临近区间隧道和车站施工,采用数值模拟手段,分析不同净距状态下新建基坑开挖引起的地表位移、新建基坑结构位移及既有结构位移,研究新建基坑开挖对既有车站、既有隧道的影响。结果表明:地表沉降值仅在新建基坑与既有结构之间的范围受水平净距影响较大,新建基坑围护结构位移仅在与既有结构邻近的一端受净距影响较大;既有结构向着新建基坑方向发生整体水平移动,且随着净距减小,水平位移增加;应尽量避免净距小于12 m的情况,当净距为18 m时,应控制新建基坑与既有结构邻近侧围护结构的水平位移最大值在15 mm以内。     

混合起爆网路技术在深圳地铁11号线隧道开挖中的应用试验研究

针对深圳地铁11号线一区间明挖基坑开挖对爆破振动的严格控制要求,通过理论分析和现场试验相结合的方法对错相减震机理予以研究。根据爆破振动的传播特点研究了毫秒延时振动波形叠加干扰降振延时间隔的计算方法,进而得到一套错相减震爆破设计理论。运用电子雷管与非电雷管混合起爆网路技术,采用较短的延时间隔逐孔起爆,使得各段地震波相互干扰叠加,有效控制了爆破振动,满足了复杂环境下安全爆破设计要求。     

地面建筑物控制爆破的浅埋隧道暗挖方法研究

研究目的:在保证地面建筑物与施工安全的前提下,解决浅埋暗挖法近距离穿越高层建筑的地铁隧道爆破技术问题。研究结论:采用上下断面台阶法和减震爆破措施,并使用非电毫秒雷管控制起爆顺序,可有效地控制爆破暗挖地震效应并保证掘进进尺,是确保地面建筑物安全的可行施工技术;通过控制合理的爆破掘进单循环进尺和分段最大装药量等参数,对于VI级围岩覆盖层厚度不足10 m的地面建筑物,能够将爆破引起的地表震动速度值控制在规范限定的2 cm/s范围内,确保地面建筑不会产生爆破震动次生损害;工程实践表明,在围岩强度较高的情况下采用近距离控制爆破技术,既能保证爆破岩块破碎适度,便于出渣,达到较高的炮孔利用率,也可通过减震孔的切割作用,有效避免隧道开挖边界超挖和欠挖,保证开挖边界的平整性和围岩稳定性。