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。     

浏阳河隧道下穿城市地面敏感建筑群施工关键技术

浏阳河隧道埋深浅,下穿地表敏感建筑群区变形控制要求严。分析浏阳河隧道下穿地表建筑群时地表沉降变形特征及地表沉降变形原因,为保证隧道安全、快速下穿地面建筑群,采取了控制地表沉降变形及控制弱爆破振动速度等综合措施。为类似地段的施工提供借鉴。     

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。     

陕京三线永定河隧道爆破振动检测与控制研究

以陕京三线永定河隧道爆破工程为依托,开展隧道爆破施工对邻近房屋振动安全的分析与控制研究。通过现场爆破振动远程实时监测试验与理论分析,获得了适用于该隧道区域的爆破振动速度传播与衰减规律,讨论了隧道附近的爆破振动特性及对周边建筑结构的安全影响,提出了对偏远山区更应关注爆破振动对人及环境的惊扰。     

隧道控制爆破技术

通过对隧道爆破在围岩中产生的破坏和扰动,以及爆破地震动效应的分析指出,通常用控制爆破时隧道围岩或结构物的峰值振动速度,来实现控制爆破破坏的目的是可行的。详细介绍微振动爆破技术的设计程序和施工要点。列举铁路、公路、城市地铁等一些不同类型的隧道工程成功的实例,介绍其各具特色的施工方法和技术参数,总结隧道控制爆破技术要点。     

隧道与路基爆破振动的检测评价

隧道、路基爆破施工环境越来越复杂,爆区附近居民对爆破振动等危害的反应越发强烈。结合铁路施工中的爆破振动监测,评估周边建筑物的安全性,并指出在相同条件下隧道爆破振动比路基大。     

频繁爆破条件下既有隧道支护结构动态响应研究

以邻近既有隧道的保和村隧道为依托,研究在新建隧道推进式、往复、频繁爆破开挖过程中邻近既有隧道支护结构的动态响应特征。爆破振动速度监测结果表明,邻近既有隧道迎爆侧的拱肩到拱腰部位振动最为强烈,应严格控制振动速度;围岩声波波速监测结果表明,既有隧道支护结构在一定程度上发生损伤、破坏,尤其是迎爆侧。基于对监测结果的分析和损伤效应,对爆炸荷载进行分析简化;结合现场振动监测对爆轰压力进行修正,计算衬砌的振动速度和拉应力,实现动态响应数值模拟;通过数值计算,达到优化装药量以控制邻近既有隧道动态响应特征的目的。     

广州地铁暗挖隧道微振爆破技术

在建筑物密集且部分建筑物抗震性能差的城市繁华地带的地下,进行浅埋隧道爆破开挖施工,只有采用微(减)振控制爆破技术才能使地表建筑物免受爆破振动的危害.详细介绍广州轨道交通五号线广州火车站站的钻爆施工的设计、爆破控制、振动监测等内容,采取闭合双回路孔内外延期非电微差起爆技术,严格控制最大一段起爆药量,爆破达到了预期效果.     

爆破地震波对隧道影响的测试分析

某岩石隧道与采石场距离较近,对采石场爆破引起的地震波对隧道安全的影响进行研究。在隧道内壁边墙及拱顶布置测点,采用振动速度传感器测试爆破地震波速度,研究隧道内与隧道外振速传播关系。在地表采石场与隧道顶部之间平行隧道方向和垂直隧道方向布置两条测线,以测试振动速度与炸药量和距离的关系。测试结果分析表明,在现有作业条件下,爆破振动对隧道的影响在国家安全标准之内。分析得到的振速随炸药量和距离的衰减关系对爆破作业合理选用爆破参数提供了依据,据此提出了控制作业范围、一次起爆药量和采石场向下超挖量的控制值。     

宜万铁路排水支洞爆破振动对运营隧道影响研究

在不良地质突出的地段进行爆破作业时,爆破振动是影响工程安全的重要因素。文章通过对宜万铁路新增排水支洞爆破施工对相邻运营隧道的振动速度和应变影响进行监测与分析,研究运营隧道振动速度与应变随着排水支洞爆破施工的变化规律,结果表明,运营隧道振动速度与排水支洞爆破单次爆破进尺密切相关,应变则随着爆破次数的增加而小范围波动。     

大帽山隧道微震爆破控制技术

为了解决大断面、小净距隧道爆破施工对既有隧道的震动影响,采用微震控制爆破,有效控制了震动速度,确保新建隧道施工过程中既有隧道正常运营。详细介绍了大帽山新建隧道钻爆施工的设计、爆破控制、振动监测等内容:采取楔形掏槽、孔内外延期非电微差起爆技术,严格控制最大一段起爆药量等措施,爆破达到了预期效果,可为类似工程提供参考。     

隔振带在浅埋隧道爆破中的作用

研究目的:浅埋隧道上方存在敏感建(构)筑物时,常采用减少一次齐爆炸药量、增设隔振带、干扰降振等综合技术,目前国内对隧道增设隔振带的效果还缺乏定量的评价。本文分析在隧道埋深27 m处采用小导洞先行爆破开挖条件下,隧道上半断面周边设有隔振带时,隧道爆破对地表的振动影响程度。研究结论:弹性边界的特征值分析得到模型第一振型周期为0.203 603 s,粘弹性边界的动力时程分析得到设置隔振带前后的各点振速和加速度,结果表明设置隔振带后竖向振速平均降低39%,竖向加速度平均降低38%。     

过复杂建筑群处城市隧道弱干扰减振控制技术

在胶州湾湾口海底隧道接线隧道掘进中采用的弱干扰减振技术和其他技术控制措施,有效地控制了爆破过程中的震动影响,减轻和降低了对紧邻施工作业面的城市道路及房屋干扰,总结形成论文为城市地下工程爆破作业提供一些参考。     

基于最佳减震原则的新建隧道对既有隧道微差间隔研究

依托新建嘎拉山公路隧道钻爆法施工,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立新建隧道采用微差爆破的三维数值模型,模拟3段炸药不同间隔时间延时起爆引起既有隧道的动力响应,得到不同时间间隔微差爆破引起既有隧道二次衬砌质点最大振速点的振速时程曲线。计算结果表明:当新建隧道爆破的总药量分成等间隔时间的三段起爆,使不同段别炸药的作用在时间上和空间上错开,创造新的自由面,能够起到减震和良好的破岩效果。最大振速点发生在既有隧道迎爆侧拱墙上,随着微差间隔变大,既有隧道二次衬砌上振速峰值的发生时间延后。当总装药量相同时,微差爆破与瞬时起爆相比能够有效降低爆破振动对既有隧道的影响,且不同间隔时间下的减震效果有所差异。总药量分三段间隔起爆与瞬时起爆相比,振速峰值减小幅度达到63.1%。当起爆间隔大于20 ms后,每段炸药爆破对既有隧道的影响作用独立开来,振速峰值逐渐收敛于单个药包爆破引起的振速峰值。     

青岛地铁隧道爆破开挖振动控制研究

研究目的:以青岛地铁3号线试验段工程为背景,通过对隧道掘进向地表振动速度检测试验,得到浅埋隧道开挖爆破不同作用类型炮孔引起的地表振动特性及其衰减规律,并在不降低循环进尺的前提下,提出有效的降振措施。研究结论:开挖掌子面上不同的炮孔爆破类型其衰减规律有所不同,随着爆破起爆段别的增加,衰减公式中的K值逐渐递减,α基本保持不变;根据K、α值的变化规律和影响因素,采取了增加中心孔优化掏槽方案、调整起爆顺序、减轻爆破夹制作用的措施,爆破振动降低到1.5 cm/s以下。     

分次楔形掏槽减振爆破施工技术

胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程云南路主线隧道穿越青岛老城区,地表建筑密布,地下管线纵横交错,且管线抗震性能差。因此在隧道掘进过程中,如何将爆破振动对老旧建筑影响降至最低,满足设计及规范要求的2 cm/s的振动速度,是整个工程成败的关键。在施工过程中,根据不同的埋深、地质情况进行钻爆设计,成功地将振动控制在设计规定范围内。     

下穿隧道爆破施工对既有隧道的振动影响及对策研究

依托云南省盐津县白水江三级电站引水隧洞下穿内昆铁路手扒岩隧道的工程实际,采用LS-DYNA显式动力数值模拟及现场爆破振动监测,对既有隧道受下穿新建隧道爆破施工产生的振动影响和对策进行研究。结果表明:全断面起爆中,D(D为下穿新建隧道洞径,下同)<2.5D0(D0为基准洞径)时,既有隧道的振动速度、振动加速度均随D的增大而增加,且基本呈线性关系;2.5D0≤D<3.5D0时,振动速度及加速度均急剧增大;D≥3.5D0时,振动速度、加速度随D的增加而减小。随两隧道间距的增加,既有隧道考察点的振动速度和加速度均减小;在距离相等时,掌子面未到达前的振动响应大于掌子面离开后的响应;相同爆破参数时,距离越远,受到的振动越小;同时起爆药量越大,受到的振动越大。随围岩的变差,既有隧道处的振动速度增大,振动加速度变化较小。根据不同影响因素与振动速度关系的规律,推导了包含隧道开挖洞径、进尺长度、上下交叉隧道净距、单位药量等参数的隧道开挖爆破振动速度计算公式,并由现场爆破振动监测验证了数值模拟的正确性。同时,针对不同影响因素,提出分部开挖、分段起爆、干扰减振等减小爆破振动影响的对策措施及选择原则,并指出爆破试验及爆破振动监测在近接隧道工程中的重要性和可操作性。