救援通道施工爆破对已建高铁隧道的振动安全分析

为确保已建金山顶高铁隧道衬砌结构的安全,有必要在救援通道爆破施工过程中对其开展爆破振动监测。采用TC-4850N无线网络爆破测振仪进行监测,监测结果表明:既有隧道迎爆侧的衬砌结构断面振动最大;基于最小二乘法对监测数据进行回归分析并得到了爆破振动萨道夫斯基经验衰减公式参数;根据公式参数对后续爆破提出了爆破振动控制措施,做到当振动速度超过安全阀值时及时调整爆破参数,取得了较好的效果。     

草帽山隧道爆破振动监测与分析

隧道洞口段往往受到浅埋、偏压等复杂地形地质条件的影响,岩石较破碎,围岩不稳定,其爆破施工是隧道施工的重点、难点。新建京张高铁草帽山隧道进口洞身106 m长范围为浅埋偏压段,围岩级别为Ⅴ级。在进口段进行了17次有效的爆破振动速度现场监测,通过线性拟合得到合理的萨道夫斯基公式中的系数,计算出爆破施工时的最大单响药量为54.07 kg。对实测数据进行傅里叶变换得到爆破振动的频谱曲线,从中可知:爆破地震波主频率随着爆心距的增大而减小,随着单响最大药量的增大而减小。为了避免出现共振现象,建议爆破施工时避免多段雷管同时起爆,并严格控制最大单响药量。     

燕尾式隧道小间距段爆破振速预测方法研究

以毛蓬岗隧道燕尾段爆破施工为背景,介绍现阶段爆破振动的预测方法,指出传统萨道夫斯基公式在小间距段振速预测中的局限性,进而提出修正公式的假设形式。在右线隧道采用1 m爆破进尺时,通过数值模拟计算出左线隧道的振速峰值为12.7 cm/s,小于安全允许振速15 cm/s,不影响其结构稳定性,并确定修正公式中的?为0.48,从而得出萨道夫斯基修正公式具体表达式,为本隧道的安全控爆施工提供参考。     

隧道爆破施工对初支混凝土的影响研究

研究目的:以成昆铁路复线沈家坝1号隧道为依托,进行隧道爆破施工对初支混凝土损伤的影响试验,综合试验和数值模型,分析初支混凝土的受损情况,得出初支混凝土的安全振速阈值,确保隧道施工时初支混凝土的安全性与可靠性.研究结论:(1)在沈家坝1号隧道内进行爆破振动监测试验,回归分析萨道夫斯基经验公式,结合隧道施工的数值模型,将所...     

地铁隧道下穿既有老旧建筑物的爆破振动传播规律

[目的]国内外对于地铁隧道下穿既有老旧建筑物爆破施工的研究较少。此类工程采用爆破开挖时,可能会影响临近建筑物的安全,需要掌握爆破振动的传播规律,并分析爆破振动对周围建筑物的影响。[方法]以重庆市轨道交通10号线二期工程的南坪站—南滨路站区间隧道爆破施工为案例,在隧道爆破开挖过程中对爆破振动进行了监测。通过爆破振动仪得到了爆破振动监测数据,并使用萨道夫斯基公式对实际的爆破振动监测数据进行回归分析,得到了爆破振动的传播衰减规律,讨论了振动速度、最大段装药量、爆心距等各因素对爆破振动的影响。[结果及结论]3个测振方向的爆破振动速度同爆心距、装药量的回归拟合结果中,计算数据与监测数据的相关性系数均大于0.800。爆心距从0增至40 m时,最大段装药量的增幅较小。爆心距为40～80 m时,最大段装药量的增幅明显增大。垂直于隧道底板方向随爆心距增加的变化幅度最大,应重点关注该方向爆破振动安全控制速度为1.0 cm/s时的最大段装药量取值。     

京张高铁八达岭隧道下穿长城爆破振动影响的预测与分析

京张高铁八达岭隧道两次下穿世界文化遗产八达岭长城,隧道拟采用钻爆法开挖。为避免长城在爆破振动下发生破坏,在八达岭隧道大跨过渡段布置微振检测系统,用以验证爆破控制技术的效果。同时,收集和整理实测数据,按萨道夫斯基公式及Ricker公式进行回归分析,确定爆破振动的相关参数,从而得出适合八达岭长城地区地质条件的质点峰值速度和拐角频率的预测公式。误差分析验证了预测公式具有较好的适用性,可以为隧道下一步穿越长城核心区爆破参数的确定和安全性控制提供理论依据。     

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。     

新建京张高铁立体交叉隧道爆破振动控制研究

为研究重载铁路交叉隧道爆破振动规律及控制爆破优化措施,以新建京张高铁草帽山隧道下穿既有唐呼重载铁路北草帽山隧道交叉工程为背景,选取与交叉段岩性相近,围岩等级分别为Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级的洞身段爆破施工,进行爆破振速的现场实测;通过数据拟合,得到相关爆破工程参数K、α;而后通过公式反演得到不同隧道围岩级别下穿时的最大装药量及最小控爆距离;基于经验公式理论分析,提出可实践的优化三段式爆破施工方案。现场试验证实,优化后的三段式爆破方案可以有效地减小爆破施工引起的振动,有助于本隧道下穿工程安全顺利通过。     

小净距隧道爆破施工振速规律探究

为研究小净距隧道后行洞爆破施工时先行洞振动速度规律,以某一实际小净距隧道微差爆破施工现场为原型,首先利用Midas/GTS NX模拟软件建立三维爆破计算模型分析先行洞不同位置爆破振动速度的大小,然后将得到的结果应用到现场监测中验证其正确性。结果表明,小净距隧道先行洞迎爆侧振速值要明显大于背爆侧振速值;小净距隧道先行洞迎爆侧拱腰部位和先行洞迎爆侧洞口方向均出现爆破振速极大值,爆破振速衰减速度与隧道围岩的特性有显著关系。通过现场监测数据对比发现数值模拟结果和实测值相差不大。     

隧道穿越既有建筑物爆破施工影响及方案优化

以安顺西—六枝铁路地宗隧道为工程依托,结合数值模拟和现场试验,对大断面隧道不同爆破设计对建筑物的影响进行了研究。结果表明:3种设计方案均能满足爆破控振要求,采用延时雷管分段爆破原理设计的导洞先行爆破和左右分幅爆破能够实现分区延时爆破效果,有效地控制爆破振动。较左右分幅爆破,导洞先行法第一次爆破距离建筑物较远,产生的爆破振动较小,爆破引起的水平方向振动速度远小于垂向振动速度。爆破采用国产第一系列雷管(最高15段),最大振动速度在1 s内出现,1 s后振动速度迅速衰减,微差爆破能够起到错峰作用。在数值模拟中考虑微差爆破荷载时程曲线能够得到爆破振动规律,从而提前预测爆破对建筑物的影响。     

连拱隧道爆破荷载效应分析

针对连拱隧道设计、施工中存在的问题,采用三维有限差分程序FLAC3D2.0,对连拱隧道进行了爆破荷载数值模拟分析,分析结果表明:在相同条件下,爆破振动受围岩弹性模量E的影响较大,围岩越弱、振动越强烈,反之,围岩越硬、振动越小;爆破应力波最初以冲击波的形式向外传播,随着波阵面不断向外传播,冲击波发生衰减,逐渐从强冲击波衰减成弹性波和地震波,围岩越好、衰减速度越快;爆破振动对隧道的危害主要由一次齐爆最大单响装药量确定;爆破对临时支护的影响较显著,应采用有效措施保护中墙。     

硬岩地层浅埋地铁隧道爆破振动衰减规律分析

以青岛地铁3号线工程为依托,针对浅埋硬质花岗岩地层,采用现场实测与统计回归方法分析了试验段横通道爆破振动监测数据,较为系统地研究了钻爆法施工条件下地表最大振动速度、最大单响药量、主频分布的相关关系,总结了适应于该地层的振动衰减经验公式,并通过现场实测数据拟合预测出本段爆破施工最大单响药量.主要研究结论如下:隧道爆破过程中竖向振动速度最大,振动速度随传播距离的增加呈指数规律衰减;掏槽眼爆破受围岩夹制作用最强烈,产生的振动最大,分段起爆能很好地控制爆破振动波的能量分布;爆破振动主频多分布于20～ 70 Hz范围内,与爆心距和药量无明显相关关系,为避免与周围建筑物产生共振,应避免多段雷管同时起爆,并严格控制最大单响药量.     

爆破施工隧道围岩稳定性研究

结合贵广铁路棋盘山隧道施工现场测试,研究隧道爆破近区围岩振动规律以及稳定性。对棋盘山隧道掌子面后方拱顶5 m范围内围岩的爆破振动速度进行测试和分析,结果表明:隧道爆破近区围岩的振动传播速度随爆破的比例距离呈幂指数衰减,棋盘山隧道Ⅲ级围岩的幂指数为-0.62。对爆破施工隧道的稳定性研究表明:隧道塌方主要是岩块沿着节理面滑动造成的,与节理面的抗剪强度和岩块的大小及形状相关。最不稳定拱顶位置关键块掉落的临界爆破振动速度,随关键块高度的增大而增大,而随关键块长度和宽度的增大而减小。因此,可根据隧道围岩关键块的形状和位置,计算关键块的临界爆破振动速度,进而得到保证关键块不掉落的炸药量,以控制围岩稳定,确保隧道施工安全。     

爆破振动及列车振动荷载作用下隧道动力响应实测对比研究

爆破振动荷载与列车振动荷载均可对邻近工程岩体及结构产生动力影响,但两者的荷载类型以及诱发的激振反应有较大差异.对金丽温铁路某运营隧道在邻近场区的330国道K17滑坡治理石方爆破振动和列车振动响应的对比监测表明,两者荷载作用方式不同,爆破振动响应曲线为单点振源逐步衰减曲线,列车振动响应曲线为连续振源耦合衰减曲线;当爆破工作面距离运营铁路隧道50 m,爆破药量在30 kg时,实测隧道侧墙及导洞岩壁爆破振速总体控制在1 cm/s左右,与列车通过振动荷载基本相当,爆破振动频率略低于列车振动频率,均未发现结构共振现象,可供类似工程参考.     

爆破振动对邻近铁路隧道衬砌结构的影响北大核心

依托海南西环铁路新建隧道爆破工程,选择三角形等效爆破荷载模拟爆破过程。结合现场爆破振动监测,验证隧道爆破三维模型的准确性。进而逐级提高爆破荷载,分析5、10、15、20、25倍五种爆破荷载工况下,隧道围岩塑性区分布情况、既有铁路隧道衬砌结构的爆破振动速度和拉应力变化规律。结果表明:新建隧道爆破开挖时,既有隧道衬砌结构迎爆侧拱肩爆破振动合速度最大,仰拱一直处于受拉状态;随着爆破荷载不断提高,隧道围岩塑性区范围不断扩大,既有隧道衬砌结构最大爆破振动速度和最大拉应力均不断增大;当采用20倍爆破荷载作用时,既有隧道衬砌结构迎爆侧边墙最大爆破振动速度为29.90 cm/s。     

大断面软弱围岩隧道爆破振动控制试验研究

针对爆破振动对围岩的扰动问题,以新疆东天山特长隧道左洞为工程背景,通过试验研究软弱围岩隧道大断面爆破施工中的爆破振动控制方案.首先对隧道左洞大断面爆破开挖施工中软弱围岩段进行爆破振动实时监测,并对监测数据进行回归分析,得到软弱围岩段的爆破振动规律.随后通过优化炮孔装药量和起爆顺序,制定预裂+光面综合爆破的大断面爆破开挖...     

轻轨隧道开挖引起的爆破振动特性分析

基于宁波市轨道交通1号线二期育王岭隧道工程,围绕轻轨隧道开挖施工引起的爆破振动,对其进行安全监测和结果分析,得到相应的质点振动速度峰值衰减经验公式以及爆破振动幅频特性,保证轻轨隧道爆破施工质量与安全,有效保护既有建构筑物的安全。研究得出的结论与建议可供同类地区类似工程参考与借鉴。     

隧道围岩变形的时空特性研究

隧道围岩变形时空特性是支护结构动态设计的基础依据,针对速度350 km/h高速铁路客运专线双线隧道,采用数值模拟方法研究隧道围岩变形的空间分布特点和演化规律,提出反映围岩变形时空效应的拱顶纵向变形曲线拟合公式。在自重应力场下,隧道拱底位移值最大,施工中应尽早施作仰拱结构;道床底面以上拱顶位置位移最大,与坍塌、冒顶事故密切相关,应作为工程现场监测的重点。掌子面对前方未开挖围岩约束效应显著,围岩变形空间分布较为均匀,非圆效应对掌子面后方围岩变形影响显著,各阶段围岩变形随时间的演化规律具有明显的自相似特征。通过拟合分析提出高速铁路隧道拱顶纵向变形曲线的计算公式,基于任意3种新工况与Vlachopoulos公式进行对比分析,证明了新提出的计算公式应用效果良好。     

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。     

双洞隧道独头掘进CO扩散效应模拟分析

基于CFD的基本理论,对某双洞公路隧道和其压入式通风系统建立三维模型,利用RNG k-ε湍流模型模拟双洞隧道独头掘进时CO扩散规律,得出非稳态下CO扩散数据模型。用2个指标(CO扩散浓度、污染持续时间)来量化污染严重程度。研究发现双洞隧道独头掘进时,如果2条隧道的通风功率不一样,一条隧道掌子面爆破作业后产生的CO会沿着双洞隧道间的人行横道扩散,进而影响另一条隧道的空气质量。根据爆破后的双洞等功率通风CO扩散效果的研究,提出了更为合理的通风管理措施。