爆破施工新建地铁隧道与既有运营地铁的相互动力响应研究

以深圳新建地铁3号线下穿既有地铁4号线为工程背景,采用数值分析方法,对爆破施工新建地铁隧道与既有运营地铁的相互动力响应进行模拟分析.结果表明:在爆破振动作用下,既有地铁隧道二衬的最大拉应力、最大竖向位移和最大振速均位于仰拱中心处,仰拱、拱脚、边墙及拱顶位置处的最大竖向位移和最大振速依次减少;开挖进尺为1m时,仰拱中心振速超过了爆破安全控制标准,因此在施工中应对既有地铁隧道二衬的振速进行重点监测,为安全计,建议将开挖进尺设计为0.5m;既有地铁运营对新建地铁隧道产生的最大位移为0.22 mm,最大附加弯矩为750 N·rn,最大附加轴力为30 kN,说明既有地铁运营对新建地铁隧道的影响较小,在新建地铁隧道设计和施工时可以不予考虑.     

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.     

新建铁路隧道下穿既有运营隧道的设计与施工

新建隧道小净距、大角度下穿既有运营隧道一直是隧道设计和施工的难题之一,此类施工既要保证新建隧道施工安全,又要确保既有线安全正常运营。针对山岭隧道下穿既有铁路隧道工程实例,计算新建隧道与既有隧道的最小理论净距,在分析新建隧道与既有隧道的立交关系、所处地层条件、既有隧道现状的基础上,对立交影响段附近新建隧道的施工方案及既有铁路隧道的加固方案进行研究。严格控制爆破振动对既有隧道结构和线路的影响,对既有隧道及新建隧道的监控量测进行信息反馈及预测预报,指导现场施工,确保下穿施工时既有线行车及新建隧道施工的安全。     

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.     

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。     

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。     

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。     

小净距隧道爆破施工影响的数值模拟分析研究

通过MIDAS/GTS软件对新建隧道爆破施工对邻近既有隧道影响进行了研究,通过分析不同的隧道间距对既有隧道衬砌振速、位移、应力造成的影响得出了以下结论:既有隧道迎爆侧拱腰部位是振速峰值、位移最大值的发生区;既有隧道衬砌最小主应力出现在距爆破面最近的迎爆侧拱顶位置,应加强此区域监测;隧道间距小于12 m的情况下施工需谨慎进行,建议适当减小爆破开挖进尺以减弱对既有隧道影响。     

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。     

下穿既有隧道爆破震动监测技术

新建隧道与既有隧道小间距平行、交叉时,必须考虑新建隧道对既有隧道的影响,监控量测和信息化施工是保证既有隧道结构安全的重要方法,结合南山下隧洞下穿温福客运专线钱仓山隧道工程,论述了采用爆破震动监测,指导南山下隧洞施工组织设计,控制其对钱仓山隧道的影响。     

不同工法下爆破振动对既有隧道的影响分析

由于新建隧道与既有隧道之间的间距较小,新建隧道爆破施工时,易导致既有隧道出现衬砌开裂、剥落等危及行车安全的现象.本文从爆破施工的特点入手,应用数值模拟方法,对分别采用上下台阶法和单侧壁导洞法时,爆破施工对既有连拱隧道产生的振速及应力问题进行了研究.结果表明:在相同条件下,单侧壁导洞法爆破对既有双连拱隧道的影响要小于上下台阶法.     

复合地层隧道下穿既有地铁车站设计施工技术措施

以深圳市轨道交通11号线下穿既有5号线宝华站工程为实例,详细介绍了复合地层中,"矿山法初支+盾构拼管片"隧道下穿运营地铁车站的设计施工关键技术。通过理论分析、数值计算及现场监测,证明了该工法的合理性。结果表明,通过制定严格的自动化监测标准,选取合理的辅助措施,设置试验段,控制好爆破振速,可安全下穿既有地铁车站。     

铁路隧道下穿既有高速公路隧道施工控制技术研究

研究目的:解决新建隧道近距离穿越既有隧道时,既保证新建隧道施工安全,又能使既有线正常运营的问题。研究方法:针对温福铁路头岭隧道下穿既有高速公路隧道工程的实际情况,结合国内外研究成果和国家现有规程,在分析既有隧道健全度及施工对策的基础上,对交叉点附近新建隧道的施工方案及既有高速公路隧道的监控量测措施进行了分析研究。研究结果:得出了几种施工技术和相应的参数、控制标准。研究结论:(1)近距离爆破振动施工可能会产生严重危害,必须引起高度重视,因此,头岭隧道穿越段施工之前,应对既有隧道衬砌强度、衬砌背后空洞分布、衬砌抗震性等进行必要的评估,制定爆破振动控制基准,进行合理的爆破参数研究。(2)在新建隧道掌子面推进到离交叉点3~4倍洞径时,应开始做好既有隧道内的监控量测,通过监测分析结果,合理调整开挖方法、爆破参数及起爆方式,确保既有隧道安全。(3)交叉段施工完成之后,对既有隧道交叉点附近隧道衬砌结构应重新进行安全性评价,确保既有隧道不会因时间推移而产生破坏。     

土压平衡盾构双孔隧道近接运营隧道施工对策研究

为确保土压平衡盾构机下穿施工既有地铁运营隧道的安全,利用三维数值有限元软件精细化建模,考虑注浆压力和掌子面压力变化的影响,多工况模拟土压平衡隧道施工获得运营隧道变形规律。通过分析土压平衡盾构机下穿施工过程中的位移响应,判定上部交叉运营地铁隧道所受影响并给出合理的注浆压力和掌子面压力参数。工程实际中利用莱卡TS30监测机器人建立了自动监测系统,对运营隧道的位移进行了监测。根据计算与监测结果得到:(1)掌子面压力越大,既有隧道沉降越小,运营隧道左线仰拱沉降最大,仰拱最大沉降范围为3.4～3.7 mm;新建隧道左线线路中线所对应的地表最大沉降范围在1.9～2.1 mm之间。(2)注浆压力越大,既有隧道沉降越小,左线拱顶最大沉降范围在2. 6～3. 6 mm;新建隧道左线线路中线所对应的地表最大沉降范围在1～2. 1 mm。(3)盾构隧道在下穿运营地铁1号线过程中,邻近运营隧道拱顶最大沉降范围在2～3.5 mm,远小于10 mm,可确保运营隧道安全。(4)采用选取的注浆压力0. 3～0. 36 MPa与土仓压力0. 1～0. 13 MPa下施工,盾构隧道穿过运营隧道后,运营隧道中股道沉降最大值为0.5 mm,轨道沉降值小于10 mm,符合要求,运营隧道安全。最后,提出了相应施工对策:在盾构下穿既有隧道施工时,应减少超挖、适当选取盾构施工参数、盾构快速通过近接区和实时监测反馈施工。     

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。     

新建隧道下穿多座隧道施工技术

以渝黔引入贵阳枢纽铁路龙宝冲隧道下穿6座已建及在建隧道工程为例,结合现场,详细分析、介绍了下穿隧道施工方案、原则、施工方法;提出了新建铁路隧道近距离下穿隧道交叉点附近施工爆破控制、防护方案,以及新建、既有隧道的监控量测、超前地质预报、安全性评估与评价等施工技术;解决了下穿隧道施工中既保证新建隧道施工安全,又保证既有隧道不受影响的问题。     

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。     

新建引水隧洞下穿既有铁路隧道爆破施工影响研究

根据左权县西安村水电站1号引水隧洞下穿既有阳涉铁路半坡2号隧道工程实例,结合经验公式法和三维数值模拟计算方法,对引水隧洞下穿既有铁路隧道的爆破施工影响进行研究,分别得出引水隧洞控制爆破范围和既有铁路隧道受影响区段及变形规律,提出引水隧洞爆破施工时既有铁路隧道的处理措施,以确保既有铁路隧道衬砌结构和列车运行的安全。     

下穿地铁车站暗挖施工对既有线影响分析

研究目的:近距离穿越既有线工程施工过程中,要保证既有隧道的安全运营,同时不破坏既有隧道结构安全性,这就要求施工对既有构筑物的影响减到最小,以保证工程施工和既有线运营的安全。本文结合北京地铁4号线宣武门车站超近距下穿既有2号线宣武门车站暗挖施工,分析开挖支护施工对既有线的影响。研究结论:(1)开挖支护施工对既有车站变形影响的控制效果总体良好,所有变形值未超出下穿既有车站施工目标控制值;(2)严格遵循对称原则,左右线同时、同步、对称进行;(3)型钢拱架能及时快速地对地层产生支护阻力,同时采取跟踪补偿注浆技术可达到主动控制沉降的目的,实践证明非常有效;(4)管棚注浆系统和既有结构底板的支撑作用显著;(5)本研究成果对城市地铁邻近既有线施工具有借鉴意义。     

新双碑隧道过渣滓洞国家级文物保护点爆破施工设计研究

重庆铁路枢纽之新双碑隧道下穿歌乐山烈士陵园,隧道与陵园内国家级红色文物保护单位渣滓洞监狱净距仅42 m。由于渣滓洞地位非比寻常,施工干扰将引发不良的社会影响。本文通过对该段工程的重难点分析,以控制爆破对渣滓洞以及参观人群的影响为出发点,通过对爆破标准的选用,爆破振速的确定,设计了有效的爆破施工方案,取得了良好的实际效果。