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。     

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。     

减振扣件对地铁隧道-地表振动特性影响分析

研究目的:不同减振扣件对地铁隧道-地表环境振动的减振效果特性有所差异,列车运行引起的隧道和地表的振动在时域和频域上有较大区别,目前对减振扣件减振效果评价多采用不同断面进行对比分析,但其结果会受到隧道断面周围结构的影响。基于此,本文通过对普通扣件和减振扣件下列车运行引起的隧道结构及地表振动进行现场实测分析,并建立车辆-轨道-隧道-大地耦合动力分析数值模型,研究减振扣件对隧道结构-地表的减振效果。研究结论:(1)减振扣件能有效控制道床和隧道壁上的振动响应,当采用减振扣件后,道床上峰值变小且峰值出现频段向低频偏移,隧道壁上减振扣件在卓越频率范围内出现振动放大现象;(2)地面测点的振动加速度峰值和Z振级随距离振源的位置增加呈现出减小的趋势,但是在15~30 m范围内出现增大的现象,说明在该区域范围内出现振动放大的现象,但放大区间有所不同,应根据具体工程选择合适的扣件;(3)地面同一测点振动加速度峰值和Z振级呈现出W形的变化趋势,因此在进行地面振动控制时应充分考虑控制点所处位置,根据具体情况采用合理的控制措施;(4)本研究成果可为轨道交通中隧道和地表振动控制措施选择提供理论依据。     

地下洞室群微振爆破技术及振动控制标准研究

为了减小隧道爆破施工对邻近洞室围岩及周边环境的影响,探明爆破振动控制机理及控制标准,采用经验总结法和理论分析法,将围岩爆破分为常规爆破、弱振爆破、微震爆破和静态爆破四个等级,建立振动波速与材料强度之间的关系,提出爆破振动的控制标准。研究结果表明,微振爆破根据其降振机理划分为跨主振周期法和干扰降振法两种,干扰降振法的降振效果更好,但其技术难度更高,跨主振周期法技术难度相对较小,也相对可靠成熟。京张高铁八达岭长城站左、右到发线爆破施工采用微振爆破跨主振周期法,中洞采用干扰降振法,现场监测表明爆破引起的振动速度满足振速控制要求。     

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。     

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。     

爆破地震波主频率的试验研究

研究目的:振动主频率是各国爆破地震波研究工作者最关注的问题之一,它对建筑物的破坏结果有明显的影响,对其进行深入研究具有非常重要的现实意义.研究发现爆破地震波主频率的变化规律,与同段起爆的比例药量和测试点到爆区的距离两者之间的密切关系是本试验的目的.研究结论:本文根据地震波在黏弹性介质中的传播理论,提出了爆破振动频率与主要影响因素(药量和距离)之间的函数关系,并对深圳美视电厂实测爆破振动数据进行回归分析,得到了特定爆破条件下主振频率的预测公式,为爆破振动频率衰减规律的研究和对类似爆破工程进行主频率预测提供了理论和实际依据.研究发现,爆破振动主振频率f随药量Q和距离R的增大而减小.     

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。     

顺倾边坡岩体爆破的振动特性数值研究

研究并确定开挖爆破对顺倾岩质边坡振动的影响规律是正确进行边坡稳定性分析及其支挡设计的前提。结合现场浅孔爆破层裂试验,利用LS-DYNA3D程序模拟分析浅孔爆破时边坡不同位置处质点振动特征及振动速度的衰减规律。模拟结果表明,有限元模拟得到的浅孔爆破的岩体振动速度时程曲线与现场试验值和文献值比较相像。此外,根据质点振动波形的特点,提出了边坡层裂范围和临界振动速度的判定方法。     

富水砂卵石地区不同类型轨道振动源强及衰减特性试验研究

地铁运营所产的振动噪声问题一直是其发展过程中亟待解决的难题,不同减振措施、不同地质条件下轨道结构产生的振动波传播及衰减规律也存在较大差异,为探究以富水砂卵石为主的地铁不同减振轨道结构源强及振动随距离衰减的特性,文章对成都地铁GJ-Ⅲ减振扣件、钢弹簧浮置板、一般轨道结构和浮轨式扣件4种轨道结构形式隧道壁振动源强和地面振动响应进行现场同步测试,并从频域、时频域及地面Z振级等方面对获得的数据进行分析。结果表明：GJ-Ⅲ减振扣件、浮轨式扣件和钢弹簧浮置板3种减振轨道形式均可有效降低隧道壁源强和地面振动,三者减振效果钢弹簧浮置板大于浮轨式扣件大于GJ-Ⅲ减振扣件;环境振动的主频在经过土体介质后一般不会发生改变,轨道结构形式是决定环境振动频域分布的主要因素,地面环境振动随传播距离的衰减主要体现在各组断面的主频上而加强区测点的频域加强频带为50～80 Hz;4 Hz以下的低频振动和50 Hz以上的高频振动经过土层介质后均有较为明显的衰减。     

金牛山隧道下穿高速公路爆破振动研究

以新建铁路三标段的金牛山隧道下穿高速公路施工中的爆破控制为背景,采用UDEC数值模拟方法研究爆破施工对既有结构物的影响规律。结合施工现场地表振动监测,模拟计算结果与实际监测数据基本一致,验证了UDEC模拟浅埋隧道爆破荷载作用下地表振动规律的有效性和正确性。模拟表明,在围岩条件、节理性质、爆破荷载均不改变的情况下,节理方向对最大振速影响明显,当节理方向为30°～70°时,爆破减振效果最好。同时,根据垂直振动速度和水平振动速度随爆源距离的衰减规律,提出了针对本工程的监测方案,对金牛山隧道成功下穿高速公路提供了有效指导。     

微振动爆破技术在仙岳山公路隧道开挖中的应用

本文介绍小线间距城市公路隧道开挖面临的问题及解决的方法，分析了振速影响因素和采取的减振措施，对微振动爆破的设计方法作了阐述，并提出在微振动爆破设计中的最大段药量的确定方法，按此指导施工，获得良好的经济和社会效益。     

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。     

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.     

隧道爆破振速小波包及数值模拟对比分析

以某浅埋隧道为背景,对隧道开挖的爆破效应进行了数值模拟,获得各测点峰值振速;并应用小波包理论对实测峰值振速进行分析,得到了峰值振速预报值。对比实测振速峰值,发现影响爆破振速模拟值准确性的关键是振动荷载的计算,且数值模拟值偏大。小波包分析是建立在对原始爆破信号分析基础上的,其预报值较为精确,是比较理想的方法。     

超小净距隧道单双层预裂爆破振动研究北大核心

受空间资源的影响,隧道净距逐渐减小,如何保证超小净距隧道爆破施工安全,降低爆破振动对中间岩柱的影响是隧道工作者的重点研究对象。针对前陡泉隧道0.61 m超小净距爆破施工状况,分别应用单层、双层预裂爆破方案,对比分析振动实测数据,得出双层预裂爆破技术相比单层预裂降振率达53.75%,通过回归分析得出双层预裂爆破对振动传播规律的影响,达到了预期的爆破效果。     

超小净距隧道单双层预裂爆破振动研究

受空间资源的影响,隧道净距逐渐减小,如何保证超小净距隧道爆破施工安全,降低爆破振动对中间岩柱的影响是隧道工作者的重点研究对象。针对前陡泉隧道0.61 m超小净距爆破施工状况,分别应用单层、双层预裂爆破方案,对比分析振动实测数据,得出双层预裂爆破技术相比单层预裂降振率达53.75%,通过回归分析得出双层预裂爆破对振动传播规律的影响,达到了预期的爆破效果。     

铁路工程爆破振动现场检测方法研究

介绍铁路工程爆破振动的检测原理及检测仪器的选择方法。详述爆破振动现场检测流程,依次为:制定检测方案,方案内容主要包括项目简介、测点布置方案、检测频次;安装拾振传感器,包括安装前的工作及安装时的注意事项;安装振动测试仪;设置采集参数;爆破;记录振动波。通过对检测数据进行处理及分析,得到爆破振动的主振频率和最大振速,获得爆破振动传播衰减规律,为铁路工程爆破振动现场检测提供理论依据。     

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。     

高速列车诱发桥隧段线路振动特性试验研究

以广深港(广州—深圳—香港)高速铁路光明城高架段以及武广(武汉—广州)高速铁路金沙洲隧道段为工程背景,开展高速铁路振源及环境振动现场测试,研究其振源特点和环境振动衰减规律。试验结果表明:高速列车诱发高架曲线段振源振动强度明显高于直线段,桥面Z振级远高于隧道壁Z振级;高架段断面环境振动Z振级高于隧道段断面最大达33 dB;环境振动Z振级随距轨道中心线距离增加而逐渐减小,但距离15 m以后,高架段和隧道段衰减规律略有不同;环境振动主频集中在20～80 Hz,随着距轨道中心线距离增加,环境振动高频成分衰减速度大于低频成分;对于隧道而言,其埋深越大,环境振动主频越低。研究成果对高速铁路、市域快速轨道交通设计具有参考价值。