连拱隧道下穿既有建筑物爆破方案优化动力研究

隧道下穿既有建筑物爆破振动是城市地下工程中的关键科学问题。以在建五山连拱隧道穿越农业银行工程实践为依托,建立三维动力有限元模型,研究爆破引起的建筑物基础振动速度分布规律、范围及控制技术。掏槽眼爆破只存在单临空面,岩体对炸药约束较强,成为爆破控制关键。建议五山连拱隧道爆破进尺为1 m;中导洞掏槽眼同时爆破;上导洞掏槽眼采用分段两次爆破,降低一次爆破炸药量,建筑物桩基础振动速度才能满足规范要求。研究成果指导五山连拱隧道下穿既有建筑物施工。     

城市硬岩隧道减振爆破直眼掏槽技术应用及实践

在城市隧道掘进爆破施工中,掏槽方式的选择,不仅影响掘进速度,同时也影响爆破振动效果。为将青岛地铁一期工程3号线3标段下穿建筑物时爆破振动影响程度降到最低,选取该标段下穿济南军区第一疗养院口腔科医院段作为试验区段,对小直径单中空直孔掏槽、大直径单中空直孔掏槽和大直径双中空直孔掏槽3种掏槽形式的掘进进尺、炮眼利用率和爆破时掌子面正上方地表质点振动速度峰值进行数据统计分析。从中得到以下结论:1)同等条件下,大直径单中空直孔掏槽在炮眼利用率、减振效果方面优于其他2种掏槽形式,采用该掏槽形式,顺利通过了试验区段的施工,且振动速度控制在2 cm/s内;2)直眼掏槽掘进及减振效果与装药眼距中空孔边沿距离l与中空孔孔径ф的比值相关。     

特大断面硬岩隧道爆破参数的选用

以武广客运专线鹰嘴山隧道为例,论述了特大断面硬岩隧道爆破中影响爆破效果的主要因素;重点介绍了掏槽眼和光面爆破的参数选择。     

大跨隧道下穿既有高速公路的爆破减震技术研究

以贵广铁路斗篷山隧道为依托工程,通过对爆破振动监测结果的回归分析,确定合理爆破振动速度。并结合该隧道爆破开挖施工,从爆破药量、掏槽形式、爆破参数、起爆顺序、地质条件和传播距离等方面提出隧道爆破施工振动控制技术。研究结果表明,公路内振速以垂直振速为主,隧道开挖采用预裂爆破,周边眼采用密集钻孔,少装药,先于掌子面的其他炮孔起爆,可显著降低爆破振动对周围结构物的不利影响。     

公路隧道机械化施工的探讨

根据多年隧道施工经验，提出隧道机械化施工方法和长大隧道通风方法。开挖爆破掏槽眼的布置及光面爆破；隧道防排水；软地质隧道施工等经验。     

优化爆破参数进行地铁车站隧道控制爆破

为减小爆破振动速度和提高炮眼利用率,以青岛地铁2号线车站主体Ⅰ部上台阶的爆破开挖为背景,从理论上分析了由于掏槽区域爆破效果差引起爆破振动过大,由于掏槽眼不对称、掏槽区域布置不当、掏槽眼间排距过大、辅助眼排距过大、未封堵炮孔等原因造成炮眼利用率较低。结合理论计算和工程前期施工经验对楔形掏槽参数进行了优化,同时在校核单段最大起爆药量时考虑了多自由面的影响。结果表明： 优化后的复式楔形掏槽使炮眼利用率提高到90.5%,爆破振动速度控制在0.7 cm/s以内。     

爆破基于4种不同类型掏槽的爆破效果研究

为降低掏槽区域爆破振动,减少掏槽区域的炸药雷管单耗,提高掏槽孔的炮孔利用率,以青岛地铁2号线延安路站侧穿166号居民楼试验段为工程背景,对施工现场4种不同类型掏槽的爆破效果进行对比研究。结果表明,大直径中空孔直眼掏槽的比钻眼最大,约是楔形掏槽的3倍;楔形掏槽无论是爆破振动控制还是炮孔利用率,均优于大直径中空孔直眼掏槽;从雷管和炸药单耗的指标来看,楔形掏槽经济效果显著;掏槽孔逐孔起爆技术极大降低了爆破振动,且不会影响多级楔形掏槽槽腔成型质量。     

大面积楔形掏槽爆破技术在公路隧道施工中的应用

主要介绍陕西秦岭终南山特长公路隧道施工中,为改善爆破效果,加快隧道掘进速度,在中、硬岩爆破实践中,在传统的楔形掏槽技术的基础上,成功地采用大面积深孔楔形掏槽技术,达到了很好的效果。     

水平缓倾岩层极高地应力隧道光面爆破施工控制技术

为控制水平缓倾极高地应力Ⅳ级围岩隧道施工中超欠挖问题,以达到隧道开挖成型的良好效果,保证企业赢得利润和减少隧道施工安全风险。以成昆铁路复线小相岭隧道为工程背景,采用理论分析与现场试验相结合的方法,分析水平缓倾高地应力隧道爆破施工存在问题,深入研究了影响光面爆破效果的主要因素。以单位耗药量、周边眼线装药密度、周边眼间距、最小抵抗线、相对距离为主要参数进行理论分析,结合光面爆破现场试验结果得到Ⅳ级围岩最佳爆破参数,总结出一套提高隧道爆破炮孔利用率和降低隧道线性超挖光面爆破参数的设计方法,解决了水平缓倾岩层极高地应力隧道施工超挖大、成型差、效益流失严重、安全得不到保证的施工难题,获得了比较显著的技术经济和社会效益。     

公路隧道软岩爆破超欠挖控制技术研究

目前公路隧道掘进普遍采用光面爆破技术,从实际运用的效果看,软岩的光爆效果不太理想,超欠挖现象普遍,隧道边墙超欠挖现象还比较严重。针对这一现象,文中通过工程实际应用,提出了根据工程地质条件合理确定参数、周边眼隔孔装药、V形复式掏槽、边墙周边眼与下一循环拱顶周边眼同时起爆等措施进行控制,并通过大量的现场对比爆破试验,优化调整爆破参数,有效地解决了隧道超欠挖问题,取得了较理想的效果;在软弱围岩光面爆破参数理论计算中,建议应考虑光爆层岩石损伤效应的影响。     

特大断面硬岩隧道爆破开挖技术研究——以丰宁隧道Ⅱ级围岩段为例

为验证特大断面硬岩隧道爆破空孔布置形式及爆破参数选取的合理性,并解决现场试爆造成的危险系数增加和费用增高等问题。对丰宁隧道Ⅱ级围岩段采用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件,模拟了中间空孔和四周空孔2种布置形式的直眼掏槽方案,分析爆破应力波传播规律及岩石破坏情况,确定前者为优选方案;利用光面爆破技术,确定周边眼合理参数;结合现场观测数据,评价爆破效果。证明"中间空孔布置的直眼掏槽+合理的爆破参数"设计是合理的,且数值模拟技术可有效降低成本,其研究成果可为类似工程提供参考。     

超大跨度公路隧道爆破方案效果研究

超大跨度隧道断面尺寸大,掌子面开挖时结构稳定性差,对爆破技术要求较高。为使超大跨度隧道爆破施工更加规范和安全,以老虎山超大跨度公路隧道为依托,分别对Ⅲ级围岩和Ⅳ围岩爆破方案和效果进行分析和研究。结果表明:1)Ⅲ级围岩采用上下台阶法钻孔爆破方案,Ⅳ围岩采用上台阶CD法钻孔爆破方案,可有效减少爆破造成的超挖、欠挖,可加快施工进度;2)二级复式楔形掏槽是增大爆破效果和减小爆破震动的有效控制手段,且能加快在超大跨度公路隧道爆破段中的施工进度,保证工期。     

基于LM BP算法的隧道爆破振动灾害预测的应用

为了对隧道爆破振动灾害的危险状态进行有效地预测,实验采用基于Levenberg Marquardt（LM）算法改进的BP算法,建立以实测隧道爆破掏槽眼装药量、爆心距和爆破振速为主要爆破影响因素的神经网络模型,对振速进行预测分析,预测结果与实测数据吻合良好;继而引用GB 6722-2014《爆破安全规程》所规定的临界安全振速反向预测掏槽装药量,通过反向预测计算得出满足安全振速要求的临界掏槽装药量。预测结果表明： LM BP算法相比传统的经验模型在振速预测上表现更好,通过反向的预测运算,能有效预知临界装药参数,对爆破振动安全预测及控制有积极的意义。     

大源隧道硬岩掘进爆破技术浅谈

介绍了在大源隧道的中导坑隧道开挖过程中采用不同的掏槽方式,及其应用效果,提出了对硬岩隧道爆破施工具有一定指导意义的方法。     

大直径中空孔直眼掏槽微振动爆破参数研究

为最大限度减小掏槽区的爆破振动对地表建筑物的扰动,以青岛地铁3号线太延区间下穿伊美尔整形医院段为背景,通过理论分析和现场试验,对大直径中空孔直眼掏槽的中空孔孔径、掏槽装药炮孔数目、首响孔与中空孔距离、逐孔起爆时差和中空孔布设位置各爆破参数进行探讨。结果表明:在断面中下部位布置直径为120~150 mm的中空孔,环形布置4个掏槽眼,首响孔距中空孔200~350 mm,逐孔起爆时差宜在40 ms以上,可使掏槽爆破振速得到有效控制。     

隧道成型控制爆破技术及围岩损伤范围研究

为解决因初期支护格栅拱架限制周边眼钻凿精度而引起的隧道周边超欠挖问题,以青岛地铁1号线瓦屋庄站至贵州路站区间工程为例,介绍“长、短眼”控制爆破技术,提出“长、短眼”布置方案,并采用质点峰值振动法和激光隧道断面检测仪分别对“长、短眼”爆破技术产生的围岩损伤范围和隧道超欠挖量进行分析和监测。结果表明： 1）采用“长、短眼”控制爆破技术,Ⅳ级围岩段隧道周边超欠挖控制在150 mm以内,且理论计算每米进尺回填混凝土节省成本7 182元,可提高工程经济效益; 2）长短眼爆破产生的损伤范围为0.29~0.33 m,隧道拱顶沉降、净空收敛量均控制在10 mm以内,施工效果好。     

特大断面隧道钻爆法原位扩挖的爆破振动测试分析

福州市二环路金鸡山隧道原位扩建工程,采用钻爆法施工,通过爆破振动现场测试,重点分析赋存既有临空面的条件下,爆破振速的最大值及其主频的衰减规律。按萨道夫公式基本形式求出最大爆破振速传播与衰减的拟合式,得到Ⅳ级围岩K值明显小于相关规程建议的取值范围,说明既有临空面的存在能显著减小爆破振动效应。对爆破振速时程曲线进行傅立叶分析,认为爆破振动波在周边岩体的传播过程中,其高频成分衰减相当显著。基于此,建议在原位扩挖隧道的爆破施工中,适当减小掏槽眼的装药量,适当增大扩槽眼和辅助眼的装药量,以利用赋存既有临空面的有利条件,提高洞内破岩效率,减小洞外振动效应。     

软岩隧道光面爆破技术应用研究

本文针对目前公路软岩隧道钻爆开挖施工中普遍存在的超挖现象,通过腊子口隧道光面爆破技术应用的探索,对软岩隧道光面爆破方式及爆破参数的合理选择进行了研究分析,指出周边眼钻孔控制及爆破技术参数的合理选择是软岩隧道光面爆破效果的关键,对同类型隧道钻爆设计的优化以及超欠挖的有效控制提供了参考和依据。     

大掏槽光面爆破施工技术在良心隧道中的应用

良心隧道核心大掏槽光面爆破施工技术,根据隧道开挖围岩硬度大、石质脆,节理裂隙发育等地质情况,并结合多功能作业台架结构特点,提出了保证隧道开挖成型质量和提高循环进尺的爆破施工方案.     

青岛胶州湾海底隧道陆域段近距下穿地表建筑物爆破震动控制技术

青岛胶州湾海底隧道陆域段钻爆施工期间,为确保距隧道拱顶约12 m的地表建筑物安全及隧道大断面掘进,通过采用下导超前、后续大断面扩挖施工方法,运用液压凿岩台车进行大中空孔直眼掏槽及合理化的钻爆设计等技术,将地表建筑物最大垂直震速控制在国标允许范围之内;通过采用孔外中段别雷管接力起爆,实现了大断面（超前下导、后续扩挖面）一次性点火起爆,解决了大断面一次性爆破雷管段别不足的难题;通过爆破震动测试及数据回归分析,得到了震动波在地层中的传播规律,并通过该规律进行药量真正校核。