危岩带下锚碇基坑施工技术及爆破振动监测

万州新田长江大桥北岸锚碇工程位于危岩带下,在爆破开挖扰动下极易出现崩塌,危及施工安全.目前国内外对于危岩带下锚碇基坑施工尚没有可借鉴的经验,鉴于此,该文介绍了危岩带下锚碇基坑的施工技术方案,包括危岩处置和爆破方案设计,并对施工期爆破振动进行了监测.结果表明:所提施工技术方案完全可行,施工期危岩体整体稳定,振动监测指标符...     

武汉阳逻长江大桥北锚碇基坑开挖施工技术

锚碇作为承力结构的重要部分,是悬索桥的重点控制性工程。介绍武汉阳逻长江大桥的北锚碇开挖与基坑支护的施工情况,着重介绍基坑土石方开挖(爆破)、弃渣运输、基坑边坡防护与排水以及锚碇安全检测等关键施工技术。     

太洪长江大桥隧道式锚碇设计

太洪长江大桥主桥为跨径808 m单跨简支钢箱梁悬索桥,南川岸采用隧道式锚碇,锚碇位于极软岩中,岩石天然饱和抗压强度为4.49 MPa,围岩级别为Ⅴ级,地质条件差。针对锚碇工程地形、地质条件,通过在主索鞍处向外旋转边跨主缆及隧道式锚碇轴线角度2°,解决了隧道式锚碇浅埋以及2个锚塞体间距过小的问题;进行多参数比选,隧道式锚碇前、后锚面尺寸(宽×高)分别取13 m×13 m、18 m×19 m,顶部为圆弧形,锚塞体最终长度为58 m,前、后锚室长度分别为35 m、3.8 m。依据规范计算得到隧道式锚碇锚塞体抗拔安全系数为4.3,通过岩土专项试验和数值模拟计算得到围岩稳定安全系数约为6.0,分别满足规范不应小于2.0和4.0的要求。施工时,采用围岩损伤控制和光面爆破相结合的开挖技术,以减少隧洞围岩损伤,锚塞体采用强格栅钢架防护形式,以加强锚塞体和围岩整体受力。     

基于抗滑安全的悬索桥重力式锚碇优化

该文以香丽高速公路虎跳峡金沙江悬索桥丽江岸重力式锚碇为依托工程,设计了平底和带齿坎两类典型的重力式锚碇形式,基于传统基底摩擦承载和考虑结构-地基联合承载的抗滑力估值公式,利用传统的墩台基础抗滑安全系数计算公式,探讨其抗滑安全性,所得主要结论如下:①摩擦承载适用于平底锚碇的抗滑力估值;新型带齿坎重力式锚碇的抗滑力由后部基底摩擦承载和前部齿坎夹持岩体剪切承载两部分组成,考虑联合承载的抗滑力估值公式适用于此类锚碇。带齿坎锚碇的抗滑力是平底锚碇抗滑力的1.5倍。齿坎的设置形成前高后低结构,有利于整体抗倾覆;②传统的摩擦承载抗滑安全系数kc=2.42;基于联合承载抗滑安全系数kc=3.66,均大于规范要求的稳定系数标准(2.0)。丽江岸重力式锚碇满足抗滑要求;③抗滑稳定系数为2.0时,基于摩擦承载的锚碇混凝土最小用量比初始用量可节约44%;基于联合承载的锚碇混凝土最小用量比初始用量可节约87%。丽江岸重力式锚碇可通过增设齿坎和锚碇减重进行优化。上述公式和方法可用于重力式锚碇抗滑安全系数计算和基于抗滑安全的锚碇设计优化。     

危岩带下深基坑开挖关键技术及仿真分析

针对危岩带下深基坑开挖易发生安全事故的问题,以一在建悬索桥锚碇深基坑为研究对象,探讨该基坑的开挖关键技术,采用有限元软件对危岩带下深基坑坑底位移,锚杆、锚索的受力情况,护壁墙受力、位移情况及边坡稳定系数等进行仿真研究。结果表明:采用边坡分级分区域开挖的施工方案进行基坑开挖,各项验算指标均满足开挖需求,取得了良好的施工控制效果,可保证该项目的顺利实施。     

锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究

结合白洋长江公路大桥北岸锚碇深基坑边坡工程实际,利用理论分析和FLAC3D有限差分法基本原理,建立了有限差分程序FLAC3D数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证;通过数值计算应力场及变形场分析,得到了深基坑边坡工程岩体动态变形及稳定性演化规律;结合相关设计规范要求,对锚碇基坑边坡的稳定性进行评价。研究结果表明:锚碇基坑的放坡开挖方式以及支护措施有效地抑制了边坡的变形,且边坡的竖向位移主要集中在边坡坡顶和边坡的坡脚处,水平位移主要集中在边坡中下部的坡脚处;受基坑左右岸边坡放坡角度不同的影响,基坑开挖后不同方向的位移场变形并不对称,同时基坑两侧边坡坡脚处的变形值均较大,因此应加强坡脚处的稳定措施,同时应尽快回填边坡,完成锚碇的浇筑;结合极限平衡理论和强度折减法,研究了基坑边坡在有无支护两种工况下稳定性系数的变化规律,得到了支护后边坡安全稳定性有明显的提高,确定了边坡支护措施的合理性。     

重力嵌岩式锚碇深基坑开挖施工技术

棋盘洲长江公路大桥主桥为(340+1 038+305)m钢箱梁悬索桥,北锚碇为重力式嵌岩锚,平面尺寸为61.5m×60.0m,总高42.0m。锚碇深基坑开挖采用机械、人工、爆破相结合的方法,松散土层、全风化岩石采用机械开挖,局部转角处采用人工开挖修整,强风化岩石层、中风化岩石和微风化岩石采用钻孔爆破。基坑形成后采用螺旋便道出渣,高峰期每昼夜可出渣2 300m^3。基坑防水分为坑外截水和坑内排水。边坡采用锚杆支护及挂网喷射C20混凝土的方法进行防护。在基坑关键位置布设位移监测点,各测点位移及其变化速率均未超过规范要求,基坑施工质量良好。     

悬索桥软质岩隧道锚开挖施工关键技术

宜昌伍家岗长江大桥主桥为(290+1 160+402) m双塔简支钢箱梁悬索桥,北侧锚碇为隧道锚,隧道锚长90 m,埋深80 m,与水平线夹角40°。隧道锚设置于微风化砾岩层,岩体强度与胶结程度低,遇水极易软化。前锚室前12 m采用机械开挖,之后采用两台阶钻爆法施工;锚塞体段及后锚室段采用三台阶钻爆法施工。爆破后小循环进尺,初期支护及时跟进,二衬采用支架法施工,侧卸式矿车出渣。通过隧道锚拱圈爆破试验对被保护对象质点振动速度、围岩松动圈、隧道下沉与收敛的数据进行采集和分析论证,前锚室从12 m处开始用毫秒导爆管雷管微差爆破,锚塞体和后锚室上台阶超大变截面采用电子雷管微差爆破,取消隧道锚拱圈预留保护层,提高工效26%,并有效防控了软质岩隧道锚开挖过程中围岩失稳与坍塌的风险。     

悬索桥重力式锚碇深基坑开挖安全控制技术

锚碇基坑开挖作为清水河大桥基础施工的关键之一,基坑位置属于斜坡地貌,针对其边坡岩体破碎、岩屑较多现象,为保证锚碇基础的施工质量和安全,边坡防护作为重点的施工安全监控点,系统介绍了锚杆挂网喷射混凝土法和预应力锚索边坡的防护方式以及现场实际施工情况所表现的效果。     

钢丝绳锚拉结构用于边坡危岩处理的工程设计

依托珠海市第二中学后山边坡危岩处理实际工程,介绍了钢丝绳锚拉加固用于危岩处理特殊工程中的设计计算与监测,探析了钢丝绳锚拉配合静态爆破安全稳定清除危岩的可行性。监测结果表明,目标危岩体在静态爆破清除过程中所反映的力学特性与计算结果近似吻合,表明所涉及的计算方法正确有效。     

隧道掘进爆破对某巨型干溶洞洞壁危岩体的扰动作用研究

为了分析隧道爆破振动引起的溶洞落石风险,以湖北新建高铁黔张常线路高山隧道揭露的巨型干溶洞为研究对象,首先对溶洞进行无人机探测与三维激光扫描测绘,并以三维激光扫描仪监测分析溶洞稳定性,随后以引发溶洞落石频发的掘进爆破扰动效应为重点研究内容,建立溶洞危岩体爆破振动监测系统,获得溶洞表面质点爆破振动速度。结合萨道夫斯基标准公式,给出溶洞表面岩体的爆破振动速度计算公式,分析爆破扰动作用下溶洞落石规律及危岩体裂缝发展规律。主要结论如下： 1)巨型溶洞表面岩体允许的爆破振动速度为1 cm/s,隧道掘进爆破引发的质点振动速度超过该值时溶洞就会出现落石,超过1.5 cm/s时溶洞就会出现多范围大体积落石; 2）为保证溶洞作业期间的人员和设备安全,预防落石风险,采用钢管柱+H型钢梁组成的满堂支架安全防护体系支护溶洞,具有良好的支护效果。     

控制爆破在清除高陡边坡危岩体中的应用

西成高铁广元段赵家岩隧道出口,存在危岩,威胁安全。为此,针对高陡边坡危岩体所处的特殊复杂环境,采用爆破清除危岩。爆破前,采取混凝土填塞、锚杆支撑、防滚石挡墙等措施。同时采用不耦合装药、孔内延期和孔外延期结合等多种控制爆破技术措施,实施深孔控制爆破和浅孔控制爆破相结合,成功对危石进行了爆破清除。     

上跨既有线的铁路隧道爆破施工振动测试与拟合分析

以厦门新建刘塘隧道为工程背景,介绍了机械-钻爆混合开挖方法在隧道近接施工中的应用;进而通过现场爆破振动测试,探讨赋存内侧临空面条件下,爆破振速的典型时程曲线和最大振速的衰减规律。以萨道夫公式为理论基础,分别对近场测区和远场测区的最大振速进行了回归分析。结果表明:IV级围岩的α值约1.5~1.6,K值约为100~130;其中K值明显小于相关规程建议的取值范围,佐证了赋存临空面对减小爆破振动效应的有利影响。     

扬州至绩溪高速公路宁绩段紧邻既有铁路线高边坡路堑爆破施工及控制技术

上跨既有铁路线立交桥台后路基开挖设计深度达34.5 m,为降低边侧山体危石对既有运营铁路的安全风险及爆破施工对铁路挡墙稳定性的影响,路堑施工采取"先防后挖"的总体方案。其中,针对山体表层危石灾害,采用柔性主动防护、被动防护网与刚性挡渣墙构建立体式多层防护体系;对于路堑浅部不稳定山体,采用机械破碎锤和静态破碎方式开挖;对于路堑深部岩体,根据《爆破安全规程》关于爆破飞石落距的控制原则,将危石滚落冲击范围划分为0~30 m,30~50 m,大于50 m等不同影响段落,采用浅孔爆破及中孔台阶控制爆破相结合的分区、分层开挖方案,将铁路挡墙振动速度控制在1.5 cm/s内,施工效果表明,该措施有效地控制了施工中山体的位移,保障了铁路行车安全。     

大跨小间距隧道微振钻爆施工及中夹岩振动特性研究

为了减少隧道爆破产生的振动,研究大跨小间距隧道中夹岩的振动特性,依托贵阳市七冲村1号公路隧道工程,依据自由面减振原理对CD法进行优化,提出中夹岩侧上台阶"前后错落3部"同步爆破施工的CD法,并对中夹岩内部围岩的爆破振动进行测试,研究并揭示后行隧道掏槽孔、辅助孔及周边孔爆破时掌子面前后中夹岩内部围岩的振动速度传播规律.研...     

大跨度小净距隧道中夹岩爆破振动控制与损伤判别

明确爆破动载作用下大跨度小净距隧道中夹岩柱的振动响应及累积损伤演化规律，有助于更好地保障隧道现场施工及围岩稳定。依托厦门海沧疏港通道工程项目，现场采用爆破测振与声波测试对中夹岩体的爆破振动速度及围岩声波速度进行监测与分析,并对原有的爆破方案进行优化，对循环爆破作用下中夹岩振动传播与损伤演化规律进行探究。研究结果表明： 1）掏槽眼的装药量和自由面数量是影响中夹岩爆破振动速度的主要因素，通过优化爆破方案设置减振孔,使中夹岩振速降低了67.4%，最终控制中夹岩的最大质点峰值振动速度为12.67 cm/s，符合规范要求; 并根据萨道夫斯基公式，回归得到中夹岩的振动响应规律。2）在多频次爆破作用下，侧面岩体声波速度整体高于中夹岩体，受应力波及裂隙的共同影响，围岩声波速度由中夹岩内部至隧道轮廓线呈波动式下降趋势，随着掌子面的不断远离，中夹岩累积损伤范围最终稳定在距围岩表面1.5 m范围内； 通过现场监测与优化实现中夹岩爆破振动控制与累积损伤范围判定，保障了大跨度分岔隧道的高效安全掘进。     

新建隧道爆破开挖对周围道路及边坡产生动力影响分析

以柳家村隧道工程为依托,运用FLAC3D分析软件建立三维计算模型,选取距离隧道洞口6 ,33 m两处关键截面,分析新建隧道采用三台阶爆破开挖时对临近边坡、省道及村道的动力影响。结果表明:爆破开挖对村道的影响最小;开挖隧道洞口时,洞口上部边坡处的断面最危险,最大振动速度十分接近规范允许值;当隧道开挖到33 m,且进行上台阶爆破过程中,上方省道会出现较大的振动情况;在对临近构筑物进行监测时,应至少监测垂直和水平方向的振动速度。     

小间距隧道爆破动力响应分析

基于复线隧道施工爆破对既有隧道稳定性冲击问题,结合沪蓉线庙垭分岔隧道工程实例,研究了其小间距段施工爆破的振动监测方法、爆破动力特性及其减振控制技术。通过对隧道爆破围岩和衬砌质点振动速度波的频谱分析及其振速预测数学模型的改进研究,分析了隧道振速峰值纵向衰减规律、衬砌振速主频、横断面振速分布规律及爆破掌子面附近振动情况,并以小间距既有隧道中墙迎爆侧破坏为基准,从循环进尺、微振起爆、掏槽结构等方面提出了相邻隧道爆破减振技术措施。研究结论可为类似工程的爆破设计、施工及监测提供参考。     

薄基岩顶板隧道爆破施工围岩稳定性分析

为更有效地进行薄基岩顶板条件下隧道施工安全控制,以某高速公路隧道为工程背景,运用数值模拟的方法,分别研究不同顶板厚度下隧道爆破施工引起的围岩振速分布特征及其对围岩的损伤情况,并进行围岩稳定性分析。结果表明:1)当顶板厚度在5 m及以上时,围岩是稳定的;2)当顶板厚度为3 m时,最危险横断面上基岩顶板内开始产生严重的拉伸裂缝及一些径向裂缝,将形成超挖;3)当顶板厚度≤2 m时,径向裂缝贯穿顶板岩体,围岩稳定性较差,在掌子面后1 m内可能发生塌落、掉块等事故。     

基于能量法的连拱隧道钻爆施工对围岩损伤影响分析

以采用无导洞钻爆法施工的云南省武定至易门高速公路三台坡连拱隧道工程为依托，针对爆破施工对无导洞连拱隧道围岩造成损伤的问题，利用能量衰减公式推导隧道围岩振动速度衰减公式；采用FLAC^3D软件计算分析实际工程围岩振动速度以验证理论推导公式的准确性，并计算分析在爆破荷载作用下连拱隧道围岩、中墙的振动速度和振动位移的变化规律。研究结果表明：振动速度的理论计算结果和数值模拟结果之间的相对误差较小，说明基于理论推导得到的隧道围岩振动速度计算公式是可靠的；爆破过程中产生的能量以地震波的形式向外传播，当地震波传至地表仍未完全衰减时，未完全衰减的能量将以反射波的形式继续衰减；爆破施工过程中围岩振动速度和振动位移最大值均位于距掌子面6 m的已开挖区隧道拱顶围岩处，未支护情况下隧道拱顶8 m范围的围岩振动速度大于63.5 cm·s^-1，围岩处于损伤的状态，因此在爆破施工过程中应对已开挖区围岩进行预加固。