浅埋小净距大断面扩挖隧道爆破方案设计与爆破振动监测

以重庆机场路渝州隧道扩挖工程为研究对象,通过在隧道施工爆破过程中对邻近隧道、地表房屋等建筑物进行振动监测,应用萨道夫斯基经验公式对现场监测数据进行回归分析,确定爆破应力波在泥岩、砂岩中的传播衰减规律,进而控制不同目标、不同间距情况下每次最大起爆药量,以指导后续施工,保证邻近隧道、房屋等建筑物振动速度控制在安全范围内。     

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。     

采石场爆破对邻近公路隧道施工质量的影响监测与模拟分析

基于岩土工程材料Mohr-Coulomb本构关系、空间模型非线性有限元分析和爆破振动数值模拟方法,针对某山岭公路隧道施工和实际使用过程受附近采石场日常爆破作业的影响进行了模拟分析;针对该隧道施工和运营过程中的初期支护、二衬爆破振动速度和混凝土表面应变进行了现场监测,根据现行公路隧道施工技术规范有关爆破振动速度安全限值进行了验算。相关数值模拟分析和现场监测结果表明:采石场爆破作业对隧道施工和运营影响很小,实际工程可以不考虑其不利作用,相关工程实践验证了其成果的可靠性。     

地铁隧道掘进爆破振动效应研究

在目前的隧道掘进过程中,多采用的是爆破开挖法。以武汉地铁二号线工程为背景,采用现场爆破振动监测与数值模拟相结合的方法,对隧道掘进爆破过程中产生的地表振动效应进行研究。结果表明:数值计算所获得的地表振速峰值与现场监测结果吻合较好,其变化规律和特征与实测结果基本一致,证明采用数值模拟方法研究隧道掘进爆破产生的振动效应是可行的。成形隧道对地表振动速度存在不同程度的放大作用,在后续的施工中应该注意控制爆破振动速度,保护成形隧洞上方建筑物的安全。     

地下爆破振动作用下陡高顺层岩质边坡稳定性分析

针对工程中常见的陡高顺层岩质边坡,基于爆破振动荷载计算式,采用临界压杆压曲失稳理论,提出了地下爆破振动作用下顺层陡高岩质边坡的动态时程稳定系数计算式。选取重庆市拟建白市驿隧道附近一处陡高顺层岩质高边坡为例,计算得到了该边坡在隧道施工爆破荷载作用下的动态稳定系数时程曲线,爆破振动期间边坡稳定系数从1.06下降到0.92,表明该边坡在爆破振动作用下可能会出现失稳破坏。该计算结果有利于指导拟建隧道施工爆破振动对该陡高顺层岩质高边坡稳定性影响评价,对实际工程有一定的指导意义。     

盾构隧址区无自由面基岩孤石爆破预处理技术炸药单耗确定研究

在盾构隧道施工过程中,如在隧道隧址区内遇有基岩孤石,盾构刀盘无法直接破碎处理,必须提前处理这些基岩孤石。以广东台山核电站引水隧洞基岩孤石爆破破碎处理为例,通过理论推导、现场试验,得到了用于该爆破设计的炸药单耗计算公式。研究结果显示:推导出的无自由面岩石爆破破碎炸药单耗经验计算公式,通过实际爆破工程进行印证,取得了成功。     

既有引水洞上方新建高速公路隧道施工爆破振速研究

结合既有引水洞上方某新建高速公路隧道工程实例,实时监测新建隧道爆破振动速度,并依据爆破实际装药量、地质条件、施工方法,利用有限元软件ANSYS LS-DYNA建立模型,分析隧道爆破施工过程中引水洞的振动速度。分析结果显示新建隧道爆破施工对引水洞的影响在安全范围内。     

分岔隧道浅埋连拱段的爆破振动效应分析

分岔隧道洞口连拱段具有浅埋、受力结构复杂等特征。爆破开挖诱发的振动效应对围岩及受力结构产生破坏,直接影响隧道施工期和运营期的安全。为此,以六月田公路隧道工程浅埋分岔段为研究背景,采用现场振动监测和数值模拟手段,分析了后行隧道爆破地震波作用下覆盖层围岩、支护及受力结构的力学机制和破坏特征,得到了连拱段隧道中隔墙径向、切向和垂直向振动速度的衰减规律。在此基础上,建立了未开挖洞段长度与放大倍数的近似函数关系,通过曲线拟合方程得到了径向、垂直向和切向振动速度拟合公式,并揭示了爆破地震波的传播衰减规律。利用成洞区和未开挖区的相互关系,推导了成洞区振动速度的传播衰减公式。研究结果表明:先行隧道侧中隔墙的径向和切向振动速度较大,成洞区的爆破振动速度具有放大效应;后行隧道爆破产生的振动对中隔墙成洞段12 m至未开挖段8 m范围内的影响较大;采用曲线拟合方程得到了覆盖层厚度与振动速度的函数关系,基于Von Mises屈服准则确定了洞顶围岩的损伤范围;根据最大拉应力和最大振动速度之间的关系,得到了喷射混凝土纵轴线方向的拉裂破坏长度,确定了后行隧道喷射混凝土的爆破振动安全控制标准。该研究结论可为类似隧道工程的爆破开挖设计、施工提供参考借鉴。     

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。     

微震监测与爆破测振对公路边坡的联合控制

为研究贵州某高陡岩质公路边坡在施工期间受到爆破震动的影响,在分别探讨了微震监测和爆破测振原理的基础上,用IMS微震监测设备探索爆破震动下边坡岩体内部微震活动规律,TC4850爆破测振仪研究爆破震动对边坡表面稳定性的影响,两者结合,对施工期的边坡稳定性进行联合控制。结果表明,微震事件集中分布的岩体内部区域对应的岩体表面质点振动速度较大,联合控制可靠性更强,值得在公路工程开挖边坡稳定性监测中广泛推广。     

横通道开挖对老隧道受力影响的监测分析及控爆措施

新老隧道人行横通道爆破施工控制技术在国内可供借鉴的方法较少。以广清高速公路扩建工程天坪岭新老隧道拼接人行横通道施工为例,对隧道工程开挖施工爆破地震波的振动监测方法及控制技术进行研究,通过对爆破振动速度和衬砌受力联合监测并进行结果分析来综合判断老隧道性能,并根据实际经验提出一些控爆措施,可供类似工程借鉴。     

邻近双洞隧道衬砌结构的爆破动力响应规律分析

为优化温州绕城高速公路西南线横山隧道施工方案、控制爆破开挖对邻近洞室衬砌结构的动力影响,采用数值手段模拟了不同开挖工法时邻近洞室衬砌结构在爆破动力作用下的响应规律,对比分析了爆破引起邻近隧道衬砌结构不同部位的应力和振动速度,提出了衬砌结构的重要影响部位和相应的减振措施;分析了单洞爆破开挖引起的衬砌结构振动速度,根据不同振动速度控制标准优化了掌子面与衬砌结构的安全步距。     

危岩带下锚碇高边坡稳定性研究

依托新田长江大桥上有危岩的岩质边坡重力锚碇基坑开挖工程,危岩处理后爆破振动速度需控制在1 cm/s。通过爆破振动场模拟分析,径向、切向、竖向振速数值计算值与现场实测值平均误差18.73%,优化后单响炸药量低于18 kg,危岩无破坏。综合非煤露天矿边坡和建筑边坡设计规范要求,考虑到临时边坡、爆破振动和边坡重要性等因素,锚碇边坡稳定性安全系数阈值设定为1.25;自重、爆破振动、降雨、地震各荷载组合工况下,三维边坡安全系数、最不利剖面二维边坡安全系数均大于规范值。     

隧道爆破对储气库盖层的扰动影响研究

为有效解决隧道爆破对邻近既有建(构)筑物的扰动破坏,保证后续隧道及建(构)筑物的安全稳定,以重庆长合高速三圣隧道下穿相国寺储气库工程为研究对象,结合三圣隧道的实际工程地质概况、地层岩性分布以及三圣隧道与储气库盖层的空间位置关系,采用有限元软件ANSYS LS/DYNA,建立了地层-隧道-储气库盖层模型,结合室内物理力学试验测得的泥岩物理力学参数以及现场实际爆破设计参数,模拟了隧道下穿储气库盖层的爆破振动响应特性,并将模拟值与理论公式计算结果进行对比,研究结论包括:(1)隧道爆破质点的振动速度随爆心距的增加而不断衰减,衰减形式服从幂函数形式;(2)对比分析了数值模拟与理论计算所得到的爆破振速结果,两者差异性较小,从一定程度上说明所采用的实比例的爆破振动计算模型能够较好地反映真实爆破过程中的振速衰减过程。相关研究成果对指导隧道工程开挖爆破施工以及保证邻近既有建(构)筑物安全稳定具有重要指导作用。     

桩板墙施工引起的邻近建筑物振动实测与分析研究

为了研究桩板墙施工振动对邻近建筑物的影响,依托于某道路连接线工程,对桩板墙施工振动的传递规律进行了现场监测,获得了距离振源不同位置处的速度时程和速度频谱,并对不同位置处3个方向振动频率和速度峰值进行了统计分析。结果表明:桩板墙施工引起的邻近建筑物振动表现为整体振动,但以水平振动为主;随着测点远离振源,振动呈衰减趋势,符合振动波传递规律。此外,还给出邻近建筑物振动实测资料的评价分析结果,可为类似工程的施工提供一定的参考和借鉴。     

大跨度小净距隧道爆破振动监测与分析

结合沈海高速公路泉厦段大帽山隧道扩建工程,对大跨度小净距隧道中间岩柱在爆破振动作用下的振动响应进行相关监测,分析振动波在不同级别、不同位置围岩中的传播规律。研究结果表明,隧道中间岩柱振动速度随着围岩质量提高,差别逐渐减小,且拱腰及拱肩部位振动速度大于拱脚部位;最大振动速度出现在迎爆侧边墙测点的径向方向;当隧道净距为6m左右时,爆破振动对中间岩柱的影响范围为爆破面前后10~20m,且随围岩质量提高,影响范围相应减小;同时,宜严格控制爆破总药量和单段最大药量,且分段爆破时,爆破段时差应不小于75ms。     

无中墙连拱隧道爆破振动响应特性及安全控制措施

无中墙连拱隧道相较传统连拱隧道取消了中墙结构，其先行洞与后行洞初支拱架相互搭接构成整体隧道结构，因此在后行洞爆破开挖时，先行洞及连拱处的爆破振动安全控制极为关键。依托榨坊隧道工程，开展后行洞爆破振动跟踪监测，并对先行洞二衬的爆破振动衰减规律及频谱特性进行了分析；通过LS-DYNA三维有限元数值模拟，研究了先行洞横断面及轴向的爆破振动响应特性，比较分析了注浆加固及布设减震层对连拱处三角区围岩与先行洞衬砌结构的安全控制效果，并通过现场监测，对其应用于实际工程的控制效果进行了评价。实测数据显示：无中墙连拱隧道后行洞开挖时，先行洞边墙二衬的水平径向振动强度最大，且以掏槽孔爆破振动为主，主频集中在40～65 Hz。数值分析显示：先行洞爆破振动速度沿其横断面和轴向的分布均不对称，迎爆侧振动速度显著大于背爆侧，且迎爆侧拱腰至拱肩部位的振速最大；受波传播路径的影响，先行洞未开挖方向的振速相对较高，爆破振动速度沿隧道已开挖方向衰减更快；围岩超前注浆加固可保证连拱处上方三角区围岩的稳定与安全，可分别降低振速和最大主应力69.2%和57.9%;布设减震层可有效控制先行洞衬砌结构的振动安全，可分别降低拱腰和拱...     

邻近隧道二衬结构在爆破振动作用下的动态响应测试研究

为了解并掌握小净距隧道爆破对邻近隧道二衬结构的影响规律,结合温州绕城高速公路西南线工程的横山隧道开展现场振动测试。了解后行洞爆破对先行洞二衬对应后行洞已开挖区域和未开挖区域的振动影响规律,掌握不同工况爆破最大控制药量,在此基础上推导出对应不同控制标准先行洞二衬结构与后行洞掌子面的安全纵距和控制药量。     

隧道掘进爆破引起地表震动的数值模拟与现场监测分析

在建立隧道掘进爆破的震动模型的基础上,采用有限元方法对人和场隧道掘进爆破引起的地表震动进行数值模拟,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明:采用数值计算方法获得的震动速度时程曲线形式比现场震动速度监测波形简单得多,两者明显不同;但通过数值计算所获得的地表震动速度峰值的变化规律及特征与现场监测结果基本一致,而且地表震动速度峰值计算结果与实测结果之间吻合较好,可见采用数值模拟方法来分析地表震动速度在工程应用上是可行的。     

高速公路边坡数值模拟分析研究

控制爆破技术在高速公路边坡开挖过程中的应用,是针对复杂而多样的现场环境,通过现场监测得到的数据,将爆破产生的地震波简化为三角形荷载施加于边坡,然后根据岩层具体物理参数,采用ABAQUS数值分析软件进行建模,应用强度折减系数法的方法来进行边坡稳定性分析,对照爆破振动前后的数值计算结果可以直观的得出爆破振动对边坡稳定性的影响。