京张高铁八达岭隧道下穿长城爆破振动影响的预测与分析

京张高铁八达岭隧道两次下穿世界文化遗产八达岭长城,隧道拟采用钻爆法开挖。为避免长城在爆破振动下发生破坏,在八达岭隧道大跨过渡段布置微振检测系统,用以验证爆破控制技术的效果。同时,收集和整理实测数据,按萨道夫斯基公式及Ricker公式进行回归分析,确定爆破振动的相关参数,从而得出适合八达岭长城地区地质条件的质点峰值速度和拐角频率的预测公式。误差分析验证了预测公式具有较好的适用性,可以为隧道下一步穿越长城核心区爆破参数的确定和安全性控制提供理论依据。     

隧道爆破施工对初支混凝土的影响研究

研究目的:以成昆铁路复线沈家坝1号隧道为依托,进行隧道爆破施工对初支混凝土损伤的影响试验,综合试验和数值模型,分析初支混凝土的受损情况,得出初支混凝土的安全振速阈值,确保隧道施工时初支混凝土的安全性与可靠性.研究结论:(1)在沈家坝1号隧道内进行爆破振动监测试验,回归分析萨道夫斯基经验公式,结合隧道施工的数值模型,将所...     

双洞隧道空间状态下爆破振动影响及控制研究

双洞隧道空间会对爆破振动的衰减规律造成影响,本文结合黔张常铁路桑植隧道探讨爆破振动在双洞隧道空间状态下的影响规律和控制措施。通过在主洞和平行导洞不同区域布置测点测试围岩振动,分析双洞隧道空间状态下主洞爆破对周边围岩的振动影响强度分布规律和振动衰减规律,探讨了萨道夫斯基经验公式的局限性。结果表明:主洞爆破时,平行导洞靠近主洞侧围岩振动影响最大,而平行导洞远离主洞侧围岩因为平行导洞开挖空间的存在受影响最小;双洞隧道空间状态下,萨道夫斯基经验公式对多工况测试数据的一次分析适用性较差。为提高分析精度,须将不同工况测试数据进行单独拟合分析,有效避免萨道夫斯基经验公式拟合误差较大、数据相关性不高的问题。最后基于分析结果提出了针对性的振动控制措施,有效指导了施工。     

地铁隧道下穿既有老旧建筑物的爆破振动传播规律

[目的]国内外对于地铁隧道下穿既有老旧建筑物爆破施工的研究较少。此类工程采用爆破开挖时,可能会影响临近建筑物的安全,需要掌握爆破振动的传播规律,并分析爆破振动对周围建筑物的影响。[方法]以重庆市轨道交通10号线二期工程的南坪站—南滨路站区间隧道爆破施工为案例,在隧道爆破开挖过程中对爆破振动进行了监测。通过爆破振动仪得到了爆破振动监测数据,并使用萨道夫斯基公式对实际的爆破振动监测数据进行回归分析,得到了爆破振动的传播衰减规律,讨论了振动速度、最大段装药量、爆心距等各因素对爆破振动的影响。[结果及结论]3个测振方向的爆破振动速度同爆心距、装药量的回归拟合结果中,计算数据与监测数据的相关性系数均大于0.800。爆心距从0增至40 m时,最大段装药量的增幅较小。爆心距为40～80 m时,最大段装药量的增幅明显增大。垂直于隧道底板方向随爆心距增加的变化幅度最大,应重点关注该方向爆破振动安全控制速度为1.0 cm/s时的最大段装药量取值。     

隧道爆破施工对邻近桥梁安全的影响

为研究隧道爆破施工对邻近桥梁的振动影响,运用FLAC3D建立数值模型,用瞬态动力学方法分析爆破振动对邻近桥梁桥面及桥桩的影响。分析结果表明,爆破对温州绕城高速公路下白岩桥桥面产生的振速最大值为1. 3 cm/s(左线)、1. 6 cm/s(右线);因承台的固定作用,爆破对桥桩中部和下部的影响相对较小(振速不超过0. 6 cm/s),均远小于安全设计振速2. 5 cm/s。     

救援通道施工爆破对已建高铁隧道的振动安全分析

为确保已建金山顶高铁隧道衬砌结构的安全,有必要在救援通道爆破施工过程中对其开展爆破振动监测。采用TC-4850N无线网络爆破测振仪进行监测,监测结果表明:既有隧道迎爆侧的衬砌结构断面振动最大;基于最小二乘法对监测数据进行回归分析并得到了爆破振动萨道夫斯基经验衰减公式参数;根据公式参数对后续爆破提出了爆破振动控制措施,做到当振动速度超过安全阀值时及时调整爆破参数,取得了较好的效果。     

草帽山隧道爆破振动监测与分析

隧道洞口段往往受到浅埋、偏压等复杂地形地质条件的影响,岩石较破碎,围岩不稳定,其爆破施工是隧道施工的重点、难点。新建京张高铁草帽山隧道进口洞身106 m长范围为浅埋偏压段,围岩级别为Ⅴ级。在进口段进行了17次有效的爆破振动速度现场监测,通过线性拟合得到合理的萨道夫斯基公式中的系数,计算出爆破施工时的最大单响药量为54.07 kg。对实测数据进行傅里叶变换得到爆破振动的频谱曲线,从中可知:爆破地震波主频率随着爆心距的增大而减小,随着单响最大药量的增大而减小。为了避免出现共振现象,建议爆破施工时避免多段雷管同时起爆,并严格控制最大单响药量。     

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。     

浅表层隧道爆破对临近古建振动影响的现场模拟试验研究

隧道掘进爆破施工威胁临近建筑物的安全,尤其是结构性能日益衰退的古建筑。为降低此类爆破施工的环境影响,结合南京地铁4号线鼓楼站爆破施工现场模拟试验,对比分析了单孔爆破和多孔孔间毫秒延迟爆破对省级木结构保护文物鼓楼的振动安全影响。根据现场地质资料,模拟爆破点选在离古建筑距离较远而地质条件相近的拟建风道口处。根据6种爆破强度的模拟结果,研究了地表振动衰减和古建筑振动响应规律,并以此预估实际爆破施工时古建筑的峰值振动速度。试验结果表明:2种爆破方式均未造成古建筑鼓楼的进一步损伤,但相比于单孔装药量为500 g的爆破结果,总装药量为1 100 g的6孔毫秒延时爆破能显著地减小峰值振速。文物鼓楼处地表的水平和竖直向振动衰减规律均符合萨道夫斯基公式,水平振动占主导地位;单孔爆破400 g装药量下共振效应最为显著,速度放大效应约为2.4倍。     

新建隧道下穿既有公路隧道施工技术

成渝客运专线新中梁山隧道下穿既有高速公路隧道,隧道拱顶距公路隧道最小净距为7.0m,施工采用大管棚注浆技术,对交叉影响段进行控制爆破,控制振速小于2 cm/s,并对既有高速公路隧道监控量测措施进行分析,既可以起到加固围岩的目的,保证新建隧道的安全,又能使既有公路隧道正常运营.     

爆破振动作用下既有铁路隧道结构动力响应特性

以紧邻既有隧道上方开挖爆破工程为例,通过现场爆破试验和数值模拟,分析爆破振动作用下既有隧道结构动力响应特性.由爆破试验结果可知:质点垂向峰值振速对爆破振动控制起主要作用;采用回归分析得到的质点垂向峰值振速经验公式,对不同最大单段药量时的质点垂向峰值振速预测的平均误差率为11.86％.数值模拟结果表明:隧道直墙底脚位置单元的垂向峰值振速为4.36 cm·s-1,水平向峰值振速为3.72cm·s-1,隧道拱顶处的垂向峰值振速为4.13 cm·s-1,均在安全振速控制值范围之内;相邻位置的隧道围岩与衬砌结构的受力及质点峰值振速均不一致,且振速衰减趋势也存在差异性.现场试验结果验证了数值模拟结果的正确性,而且数值模拟的爆破振动作用下隧道动力响应具有更高的精度.     

邻近营业线隧道小净距控制爆破施工技术

重庆枢纽北左、北右联络线隧道与既有蔡东联络线双碑隧道水平最小净距只有7 m,设计采用控制爆破施工,要求既有隧道爆破振速不大于5 cm/s,施工难度极大。为减少施工对既有隧道的影响,通过试爆获得振动衰减规律,验证开挖方式的可行性,利用试爆结果,完善了最终的爆破方案,并在正式施工中得到了成功应用,保证了重庆枢纽联络线隧道开挖工程的安全高效完成。     

隧道爆破与车辆移动荷载对既有百米高墩大跨刚构桥振动影响监测

采用现场调研和现场振动监测等手段,进行新建隧道爆破与车辆移动荷载对京昆高速公路既有百米高墩大跨刚构桥振动影响研究。研究结果表明:隧道爆破对距离最近的左线四号桥墩影响较为严重,对右线四号桥墩影响较小。车辆荷载对右线百米高墩影响最大,对左线百米高墩影响较小。隧道爆破传给桥墩的振速总体比车辆移动荷载振速要大,但隧道爆破和移动荷载实测质点峰值振动速度值均小于振动安全速度(0.1 cm/s),不会对右线四号桥墩和左线四号桥墩造成损坏性影响,但振速最大接近0.1 cm/s,应采取措施进行预防加固。     

浅埋不良地质条件下小净距隧道掘进与减振爆破技术研究

研究目的:研究重庆轻轨新郑区间浅埋、上软下硬地层、软弱夹层岩柱等不良条件下小净距隧道掘进和爆破减振技术,保证围岩与支护结构的稳定性、光爆良好效果和地下管线安全。研究结论:(1)洞口回填松软土层浅埋地段采用超前大管棚支护,并对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ四种围岩段,采用正三台阶、正二台阶预留核心土、正二台阶及全断面开挖方式,配合采用光爆技术,适合浅埋不良地质条件下双隧道净距仅5.8 m情况下小净距隧道修建;(2)小净距隧道爆破中掏槽孔爆破产生的振动强度最大,通过对不同地质段采取预裂光面爆破和预留光爆层爆破两种方法,掏槽眼分别采取五梅花中空直眼掏槽及斜眼掏槽方法,实测地面测点振速1.8 cm/s,相邻洞内边墙衬砌振速11.02 cm/s,爆破振速满足规程要求,且确保了光爆效果,减振爆破技术可行。     

临近既有病害隧道的隧道安全施工技术研究

临近既有病害隧道的安全控制一直是施工的重点和难点。本文依托成渝高速中梁山扩容改造工程二标段新建隧道工程,通过对既有病害隧道分析,采用Midas GTS有限元程序分析爆破对既有线的影响,实时监测施工过程不同间距下的爆破振速,动态修正施工方法及装药量、孔深、孔间距等爆破参数,制定了特有的"周边钻孔取芯(水磨钻)+挖掘机炮头破除"开挖及爆破方式,形成了临近既有病害隧道的隧道安全施工技术。通过在成渝高速中梁山隧道扩容改造工程二标段爆破施工过程中的应用,有效降低了爆破振速,控制了隧道超欠挖,在保证隧道施工质量的同时确保了既有病害隧道的安全运营,研究成果对临近既有病害隧道新建隧道施工具有很强的指导作用和重要意义。     

浅埋大跨隧道穿越楼群控制爆破及监测分析

研究目的:结合胶州湾海底隧道连接线隧道下穿城市楼群爆破施工,对爆破振速进行监测并对监测数据进行分析,保证地面楼群的结构安全,同时对隧道施工过程中的控制爆破技术进行总结,为类似工程提供借鉴经验。研究结论:通过现场实践证明浅埋大跨隧道下穿城市楼群施工过程中,采用超前小导坑分部开挖控制爆破技术在保护地表建筑物安全方面效果是比较理想的;开挖过程中的爆破监测数据分析结果表明,爆破最大振速和主振频率均在允许控制范围内,爆破参数选择合理。采用三重复合式掏槽方式能够有效提高工效,控制单段最大装药量,降低爆破振速,有利于地面建筑物的保护。     

新建京张高铁立体交叉隧道爆破振动控制研究

为研究重载铁路交叉隧道爆破振动规律及控制爆破优化措施,以新建京张高铁草帽山隧道下穿既有唐呼重载铁路北草帽山隧道交叉工程为背景,选取与交叉段岩性相近,围岩等级分别为Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级的洞身段爆破施工,进行爆破振速的现场实测;通过数据拟合,得到相关爆破工程参数K、α;而后通过公式反演得到不同隧道围岩级别下穿时的最大装药量及最小控爆距离;基于经验公式理论分析,提出可实践的优化三段式爆破施工方案。现场试验证实,优化后的三段式爆破方案可以有效地减小爆破施工引起的振动,有助于本隧道下穿工程安全顺利通过。     

新建上跨隧道爆破施工对既有隧道影响的数值模拟及工程对策

根据动力时程分析理论,采用岩土隧道结构专用有限元分析软件GTS,对新建上跨隧道爆破施工工程进行三维有限元数值模拟,研究新建上跨隧道爆破施工对既有隧道的影响.结果表明:既有隧道与新建上跨隧道交叉处的断面受到垂直方向振动的影响最大,随着离爆破点水平距离的增加,垂直方向的振速逐渐减小,水平方向的振速先增大后减小;爆破施工对位于交叉点水平距离25 m之内的既有隧道影响较大,对45 m以外则影响很小;爆破进尺需控制在1.5 m以内,并辅之以相应的工程措施,以保证既有隧道安全;新建隧道爆破施工过程中,需对既有隧道K201+065-K201+165段拱顶垂直振速进行监控量测.     

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。     

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。