厦门仙岳山公路隧道爆破振动测试报告

文章论述了小线间距城市公路隧道爆破振动测试过程,分析了隧道纵向振速衰减规律、隧道横断面振速分布规律及隧道掌子面附近振动情况,提出了隧道各类围岩振速允许值和隧道振动安全判据.     

硬质地层下近接隧道爆破振动影响分区及动力响应研究

为探究硬质岩地层下立体交叉隧道近接爆破施工对既有隧道的影响程度，依托福厦客专新大帽山1号隧道和既有新刘塘1号隧道，以基于国内爆破振动规范的“频率-振速”双判据作为分区标准，对新建隧道爆破振动影响分区及动力响应展开研究。首先，通过三轴试验和Hoek-Brown准则得到计算参数；其次，对不同工况下新建隧道爆破振动规律开展研究，得到爆破振动影响分区；最后建立三维有限元模型，探究新建隧道在既有隧道正下方爆破时既有隧道的动力响应规律。研究结果表明：（1）通过迎爆侧最大振速衰减曲线，分析得到依托工程的爆破振动影响分区，判断既有隧道处于弱影响区；（2）爆破对上下方向的影响范围大于左右方向，得到硬质岩地层单线铁路隧道的爆破振动影响总分区；（3）爆破对未开挖段上方既有隧道的影响范围大于已开挖段的影响范围，且由于介质反射，导致已开挖段上方既有隧道振速衰减较慢；（4）通过现场监测结果验证了数值模拟的正确性，且既有隧道结构变形及受力均满足影响控制要求。     

采用三台阶工法开挖的原位扩建隧道现场监测及分析

为研究三台阶法施工对原位扩建隧道结构及邻近既有隧道扰动的影响规律,文章依托福建厦蓉高速公路后祠隧道原位扩建工程,分别对隧道围岩及支护结构应力、松动圈及应力场和邻近既有隧道爆破振动进行了现场监测。结果表明,断面各部位围岩及支护结构应力随时间推移而缓慢增加,最终趋于平稳,且每级台阶开挖均会对其产生扰动,表现为应力的突增;扩建后隧道围岩松动圈拱顶位于6~9 m深处,左右边墙均位于0~6 m深处,拱顶沉降位移大于两帮收敛位移。左边墙围岩应力大于右边墙围岩应力,洞周3 m深处围岩应力小于6 m深处围岩应力,开挖造成的围岩塑性区为3 m左右;施工中实际爆破振速大多小于设防标准,爆破对既有隧道的支护结构体系未造成重大破坏,最大爆破振速出现在监测断面前10 m左右的位置,与掌子面相比振速增长2.9%~4.5%,且围岩质量越好,峰值振速越大,最大峰值振速断面前方振速衰减速度远远小于后方振速衰减速度。     

近邻隧道爆破施工相互动力影响研究

当两隧道距离较近时,新建隧道爆破施工可能导致既有隧道围岩与衬砌结构的变形甚至损坏。文章以某典型大跨公路隧道近接一小型既有隧道工程为背景,采用LS-DYNA显式动力数值模拟方法,开展近距离隧道爆破施工的相互影响研究。结果表明:新建隧道内振速分量均出现在垂直隧道轮廓线方向,既有隧道迎爆侧振速水平分量最大;围岩类型对爆破振动速度的影响主要在新建隧道近既有隧道侧,对既有隧道内振速影响较小;药量和跨度对新建隧道爆源近区底板影响较大,净距对新建隧道近既有隧道侧影响较大;药量增大、净距减小、跨度减小均会在一定程度上引起既有隧道内振速的增大;相对位置不同,新建隧道最大振速均出现在近既有隧道侧,既有隧道均出现在迎爆侧,爆破掌子面从既有隧道上方穿越时引起的振动大于远离时;既有隧道对新建隧道内的振速具有一定的放大效应。     

隧道爆破水介质轴向不耦合装药振动规律三维数值模拟研究

文章依托郑万铁路七峰山隧道工程,采用现场试验和三维动力数值模拟方法开展了隧道掏槽眼在空气和水两种介质的轴向不耦合装药结构工况下爆破振动传播规律研究,对比分析了掌子面后方不同距离和位置的初期支护结构振动速度的衰减特征。结果表明,爆心距相同时,上台阶爆破引起的拱顶振速峰值最大、拱腰次之、边墙最小;当采用边墙测振方法优化掌子面上台阶掏槽最大段药量时,结果偏于不安全;在掏槽眼总药量相同情况下,水介质轴向不耦合装药爆破引起的振速较明显小于空气介质不耦合装药爆破。研究结果可为类似隧道工程提供借鉴。     

公路孔桩爆破振动动力响应规律研究

孔桩爆破开挖施工中,爆破地震波对周边构筑物的影响一直以来是工程上关注的重点问题。文章通过现场测试,同时结合Midas GTS NX有限元分析软件建立数值计算模型,分析了孔桩爆破不同爆源深度、不同岩土厚度及岩性特征对地表岩土体振动特征的影响。结果表明:孔桩爆破过程中,总体规律是孔口位置的振动速度最大,然后迅速衰减,即质点峰值振速与爆源距离成负相关。当爆源深度变化时,爆源深度越小,近区衰减越快。一定范围内(5m),振速同土体厚度成正相关,即土体越厚则振速越大,该范围以外,振速受土体厚度的影响较小;同时,由现场测试及数值计算可知,由于孔桩爆破装药量较小,故随着地震波的传播,距爆源较远质点振动速度衰减较快,且较小,故孔桩爆破施工中应将飞石防护作为重点,若孔桩离建筑物过近的特例,也要重点关注。     

节理倾角对隧道爆破振动影响的数值模拟研究

为更明确不同倾角充填节理下的爆破振动特性,通过数值模拟的方法,对理论分析及现场监测进行补充研究。本文采用ANSYS/LS-DYNA软件对不同倾角充填节理下的隧洞爆破进行数值模拟,研究并分析不同倾角充填节理对于爆破振动的影响。研究发现：在0°、45°、90°三个节理倾角中,节理倾角为45°时,振动传播的影响最为明显,振速衰减最大;节理倾角为0°时,振动传播的影响次之;节理倾角为90°时,振动传播的影响最小,振速衰减也最小。振动曲线呈现的规律为离爆源越远振动越小。不同时刻的应力云图中,炮孔至节理一侧的应力大于节理的另一侧应力,其中,节理倾角为45°时,阻隔作用最为显著,对应力的衰减也最明显,节理另一侧的应力更小,节理倾角为0°时次之,节理倾角为90°时为末。研究成果可为类似工程施工与隧道爆破控制提供指导。     

城市小间距交通隧道爆破安全监测及结果分析

根据长沙市小间距交通隧道的爆破安全现场监测结果,进行了安全性评价及地震波衰减规律分析。安全性评价分别采用振速峰值和振速-频率安全判据进行评判,结果表明各测试结构物在测试爆破条件下是安全的,且具有较大的安全空间,可适当增加装药量,以加快施工速度,节约资金。通过萨道夫斯基经验公式回归分析,给出了测试条件下的场地系数K和地震波衰减指数α的值,并由此反演得到任意质点振速峰值预测公式和最大(段)允许装药量的控制公式,且后续施工证明装药量控制值是可靠、安全的。     

基于爆破振速衰减与控制值的爆破药量计算方法

文章基于爆破振速衰减最慢公式与振速控制值,提出了计算爆破药量的方法,以便将爆破振速控制在控制值范围内。根据萨道夫斯基公式对现场监测的爆破振速进行等效转化与排序,然后按照振速衰减的快慢对监测数据进行分类,并在保证回归效果显著的情况下,对振速衰减最慢0的监测数据进行线性回归,从而获得振速衰减最慢的萨道夫斯基公式,然后根据此公式和振速控制值采用线性回归控制法计算后续施工的爆破药量。通过对新岭隧道扩建工程的监测数据按振速衰减的快慢进行分类分析,并将根据线性回归控制法计算的爆破药量和实际药量进行对比可知:按照爆破振速衰减快慢程度对现场监测数据分类,可将各类数据的萨道夫斯基回归公式的相关系数提高到0.95以上;实际爆破药量小于计算药量时,现场监测爆破振速均不超过控制值,因此按振速衰减最慢的萨道夫斯基公式和控制值并采用线性回归控制法计算的爆破药量可将爆破振速有效地控制在控制值范围内;获得的新岭隧道扩建工程Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩爆破振速衰减最慢公式的参数,可为后续类似工程的爆破药量设计提供参考。     

新建隧道下穿既有隧道减震孔减震效果试验研究

爆破振动作为隧道近接施工的主要危害之一,如何有效减小其带来的不利影响对施工来说尤为重要。因此,为新建隧道正式下穿既有运营隧道爆破施工提供理论及技术支撑,在新建隧道试验段上方进行仿真模拟试验,对拟采取“控制爆破”工法与“预设减震孔+控制爆破”工法进行6组代表性对比试验,对爆破振速和下穿段爆破影响开展分析研究。研究得出：减震孔减震效率与爆心距有关联影响,表现为减震效果随着爆源与试验井的距离的减小而逐渐增大;采用“控制爆破”工法的实测振速和偏差幅度总是要大于采用“预设减震孔+控制爆破”工法;“预设减震孔+控制爆破”工法相对于“控制爆破”所需工时较长;试验井收敛变形累计值和沉降变形累计值均在可控范围之内,通过试验研究为正下穿段施工提供了科学依据和技术支撑。     

繁华城区浅埋大断面隧道减震爆破技术

文章以重庆轻轨较新线临江门车站隧道为例,介绍了复杂条件下城市浅埋硬岩特大断面隧道减震爆破的施工方法。开挖爆破中由于采用了一系列综合减震措施,使其对隧道周边围岩的影响降低到了最小程度;在爆破设计中,掏槽眼增加了减震孔,周边眼增加了导向孔,并采取隔孔装药方式,对提高炮眼利用率起到了良好的作用。监测结果表明,爆破震速控制较好。     

浅埋隧道地表密集建(构)筑物评估及对策

长洪岭隧道近距下穿密集民房,施工前对房屋做了详细的鉴定,并采集了爆破震速频率范围,通过专家风险评估设定了爆破震速控制限值,给出了指导性施工措施;考虑到与非下穿段的延续性和相容性,为充分发挥现有设备等资源配置,选择了震速可控,且安全、经济和快速的全断面分部减震爆破开挖方法,以及控爆与非爆相结合的施工方法,导洞非爆破方法因地制宜地选择了重庆地区广泛采用的水磨钻法。施工中将震速监测纳入工序管理,并高度重视与地方居民的协调工作;最终实现了安全下穿施工。文章总结了钻爆法浅埋长距离下穿密集民房的隧道施工要点,指出了钻爆法浅埋隧道地表密集建(构)筑物鉴定评估的重要性。     

兰渝铁路桐子林隧道上跨既有隧道控制爆破施工技术

兰渝铁路桐子林隧道,上跨既有遂渝线和既有黄井联络线隧道,隧道净距小,爆破要求高。通过采用四区掘进、浅眼多循环、微差控制爆破、控制爆破震速等施工技术,在保证既有线安全情况下顺利通过。     

Highway Tunnel Blasting Vibrations and Cracking of Adjacent Residential Houses北大核心CSCD

A systematic analysis and discussion of the causes of house cracking are conducted by testing the blast vibration velocity of typical neighboring houses, analyzing the types of house cracking, monitoring the characteris-tics of house cracks and calculating the temperature stress at the roof and wall based on an assessment of highway tunnel blasting vibrations leading to cracking of neighboring houses. The results show that the main cause of house cracking adjacent to the tunnel is temperature stress, not blasting vibration. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

隧道爆破减震技术措施研究

文章以重庆市轨道交通三号线一期工程华新街-观音桥区间隧道爆破开挖工程为例,从爆破振动效应的产生及其影响因素的理论分析入手,结合工程实践中爆破振动效应实际测试结果,对隧道爆破减震问题进行系统的综合研究,得出一系列相应的隧道爆破施工减震技术措施。     

柞小公路隧道爆破震动波现场监测与分析研究

依托西(安)康高速公路8标和18标段的施工工程,对小间距隧道围岩爆破开挖施工震动波传递规律进行了现场监测与分析研究,给出了两标段不同围岩级别的爆破震动波速衰减方程,通过分析预测给出了不同围岩级别的爆破安全设计距离。经对千枚岩和灰岩的爆破震动波速分析对比,给出了在不同岩性中波速传递的规律性。通过对振动波速的测试结果分析,获得了不同方向的波速传递规律和爆破震动波的最大影响区域范围和对既有隧道围岩与支护稳定性的影响范围,所获结论可供小间距隧道工程设计与施工参考。     

隧道爆炸冲击波的危害及控制措施

目前山岭隧道施工基本以钻爆法为主,爆破过程中产生的冲击波会对隧道内的人员及机械设备安全产生较大影响,造成重大安全事故和财产损失。本文主要介绍了冲击波在隧道内传播会形成超压,且随着传播距离增加超压峰值逐渐衰减到大气压范围内;基于超压准则评估了冲击波对人体、隧道内设施及周边建筑物的危害程度;通过在隧道内安装简易的冲击波缓冲装置及加强监测、设置安全警戒线等控制措施,减弱了爆破冲击波的危害,从而达到安全快速施工的目的。     

公路隧道运营通风横通道周围流场特性研究

为研究公路隧道巷道式运营通风横通道周围的流场特性,以贵州凉风坳隧道为研究背景,利用流体力学研究软件Fluent建立隧道三维模型并进行了数值仿真计算。通过在隧道两边等风速条件下,对隧道内人行横通道以及车行横通道附近的流场特点研究,分析了运营通风横通道周围流场分布的具体特点。模拟结果表明:车行横通道与人行横通道两边流场分布基本相同;横通道内风速相对较小,约为隧道内风速的10%;不同风速下,横通道附近的速度分布和总压分布整体走势一致;两边流场相对稳定,不会进行风流和污染物的串流。     

兰州地下轨道交通围岩热物理参数试验研究

地下轨道交通暖通空调系统的优化设计与地下轨道交通隧道围岩的热物理参数性质密切相关。文章以兰州地下轨道交通原状土样为研究对象,使用Hot Disk热常数分析仪探究了兰州地下轨道交通围岩的热物理性质。研究结果表明:兰州地下轨道交通围岩土样的导热系数随深度的增加而增加,深度13 m处的中砂层导热系数和热扩散系数最大,明显比其它深度处的黄土层和淤泥质土层的导热系数和热扩散系数大,而中砂层体积比热较小;围岩土样的导热系数随含水率增加呈线性增长,体积比热随含水率增加先降低后增高,热扩散系数随含水率增加先升高后缓慢降低。     

郁江大桥航道试爆振动测试初步分析

为防止爆破地震动导致桥梁结构的损坏,需要对航道爆破区地震动效应进行研究,确定爆破安全距离及安全装药量。文章通过对郁江大桥试爆结果进行分析,为本工程及类似工程进入施工阶段时的爆破设计提供参考数据。