爆破工程风险管理和德胜口隧道光面爆破设计研究

爆破工程属高危作业，迫切需要进行风险管理。爆破工程风险管理的主要内容是安全管理、风险预测及对策研究。以京包高速德胜口特长隧道的爆破工程为例，对其光面爆破进行设计研究。结果表明:隧道光面爆破能有效降低爆破作业对围岩的扰动，控制坍塌安全风险并有利于降低隧道施工成本、加快施工进度。     

浅埋隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应分析

为研究隧道爆破作用下邻近框架结构的振动响应机制，以某5层框架结构住宅楼为例，借助ANSYS/LS-DYNA建立基于隧道爆破-围岩-框架结构的三维耦合数值计算模型，分析隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应。研究结果表明： 数值模拟清晰地展示了隧道爆破作用下围岩和框架结构应力场、位移场的变化情况，给出了爆破振动波从围岩至框架结构的传播过程。通过对比实测测点与数值模拟中对应测点的振动速度时程曲线和频率分布，验证了数值模拟方法的可靠性。在隧道爆破作用下，邻近框架结构梁、柱以及外墙等构件的振动响应并不一致，随结构高度呈现出不同的变化规律。此外，应力集中现象主要发生在建筑物底层外墙、外墙与柱结合处、外墙与梁结合处以及外墙与楼板结合处等非承重部位，表明这些部位更易在隧道爆破过程中发生损伤开裂。     

高速公路中硬岩隧道掘进爆破特征研究

高速公路隧道通常采用“新奥法”动态设计与施工。“新奥法”施工的隧道对掌子面的爆破有严格要求。对邵怀高速公路雪峰山中硬岩隧道掘进时的掌子面爆破设计进行优化，并进行了大量现场试验，总结出了该隧道自有的爆破特征，用以指导施工。隧道施工实践证明：利用此爆破特征，应用于雪峰山隧道Ⅳ、Ⅴ类围岩段，提高了隧道施工质量、保证了施工安全、节约了施工成本、加快了施工进度，从爆破这一工序上实现了特长隧道的快速施工。     

地基爆破对下伏隧道影响的数值模拟分析

以福州某隧道工程为背景，运用Midas有限元软件模拟地基爆破对下伏既有隧道的影响，从二衬爆破振动速度、内力、最大主应力等角度分析其影响，并对其安全性进行了验算。研究结果表明:地基爆破引起下伏隧道振动速度最大值位于拱顶处，有向四周逐渐减小的趋势；隧道二衬截面混凝土最大主应力和安全系数最小值均位于车行横洞与右洞相交界处。     

发耳高瓦斯公路隧道开挖爆破技术

贵州水盘高速公路发耳隧道为煤与瓦斯突出隧道,高瓦斯工区瓦斯涌出量大,施工必须采取爆破开挖。通过总结非电(导爆管)爆破与电雷管爆破的区别,分析导爆管爆破和电雷管爆破在大断面隧道爆破中的适用性。依据发耳隧道现场爆破实践,从隧道成形、超/欠挖现象、堆碴抛投情况、循环周期和安全系数等方面对比高段别毫秒导管爆破和煤矿许用毫秒延期电雷管爆破的效果。结果表明:高段别毫秒导爆管爆破方式明显优越于煤矿许用毫秒延期电雷管爆破方式。为大断面隧道爆破开挖提供了理论参考,对提高施工安全以及取得较好的社会效益和经济效益有所裨益。     

新建后祠隧道爆破振动对既有隧道的影响研究

新建隧道爆破施工不可避免地对既有隧道的通行安全产生影响。依托福建厦蓉高速公路后祠隧道扩建工程，研究新建隧道爆破施工对既有隧道的影响规律。通过现场监测与数值模拟相结合，得出爆破振动沿既有隧道横断面和轴线方向的动力特性，指出振动响应受到不同外界因素（围岩级别、中夹岩厚度、开挖进尺、自由面条件）的显著影响。     

隧道深孔光面爆破技术总结

光面爆破是新奥法施工的基础，搞好光面爆破对于后序的喷锚支护及防水板施工具有十分重要的影响，同时提高光面爆破质量具有非常明显的经济效益，大峪隧道是按新奥法原则进行设计和施工的，我们利用钻孔台车，进行了深孔光面爆破试验，取得了较好的成绩。本文以大峪隧道为例，对深孔光面爆破技术在隧道新奥法施工中的应用情况做一简要介绍。     

樱桃湾隧道爆破设计及振动速度分析

以樱桃湾隧道为工程背景,结合隧道实际情况,对Ⅲ级围岩的全断面爆破参数进行了设计,并对樱桃湾隧道的爆破振动速度进行分析,得出了后行隧道爆破对先行隧道的影响,为隧道开挖采用合适的爆破掘进方法提供理论依据.     

基于爆破振速衰减规律的爆破振动控制技术

为控制隧道爆破振动危害,预测爆破振动强度,选择爆破振速作为重要指标,以大前石岭隧道爆破开挖为例,利用Ansys/LS-DYNA软件建立隧道模型,分析自由面面积对爆破振动速度衰减规律的影响,考虑自由面面积影响改进爆破振动速度衰减公式。通过监测隧道不同爆破开挖自由面面积以及距离下的爆破振速,统计分析得到爆破振速衰减公式的经验系数,并运用该式预测爆破峰值振速和建立安全距离计算公式,提出了针对隧道爆破振动控制措施。结果表明：自由面面积越小造成质点峰值振速越大,振动越强烈;该隧道爆破振动安全距离为191.76 m;提出的爆破振速预测改进公式,正算可预测爆破振速,反算可确定爆破振动安全允许距离。研究结果表明：改进预测公式具有一定的实际意义,可为隧道爆破施工振动控制提供参考。     

公路隧道掘进钻爆技术应用探讨

根据隧道掘进钻爆施工技术的发展，对有影响的隧道钻爆施工重大技术进行分析，认为当前的公路隧道钻爆施工应该认真采用湿式钴眼、导爆管非电起爆和水压爆破3大技术。通过水压爆破的典型工程试验，总结水压爆破的技术要点和经济效率。     

基于EEMD的地铁隧道爆破振动信号分析与应用研究

针对EMD（empirical mode decomposition,经验模态分解）方法在处理爆破振动信号时存在模态混叠的问题,引入EEMD（ensemble empirical mode decomposition,集合经验模态分解）方法,对爆破振动信号进行去噪处理,并分析城市隧道掘进爆破振动信号的特征信息,从而研究城市隧道掘进爆破振动效应。以乌鲁木齐轨道交通1号线爆破开挖工程为依托,利用现场爆破振动监测数据,采用EEMD方法与EMD方法对原始爆破振动信号进行去噪处理,运用信噪比（SNR）法和均方根误差（RMSE）法对所得结果进行量化评估并进行比较,从而获得较准确的信号去噪方法,然后运用希尔伯特变换对去噪后的爆破振动信号进行时间-频率和能量分布特征分析。研究表明： 1）EEMD法去噪结果信噪比和均方根误差分别为30.51和0.005 5,EMD法去噪结果信噪比和均方根误差分别为20.88和0.010,EEMD去噪法要优于EMD去噪法; 2）在文章所述起爆方式下,隧道爆破振动的能量一般集中在频率段5～80 Hz,且主要分布在50 Hz以下的低频段,应采取合理的降震增频措施来控制爆破振动对建（构）筑物的影响; 3）爆破振动瞬时能量峰值与振速峰值所在的时刻一致,说明瞬时能量谱能较好地体现爆破过程中振动效应随时间的变化规律; 4）基于信号去噪及分析的研究结论,提出地铁隧道爆破振动控制技术。     

小净距双洞隧道下穿建筑物爆破振速控制技术研究

重庆轨道交通五号线石新路站-石桥铺站区间隧道属矿山法小净距双洞隧道,下穿众多建筑物。采用节能环保水压爆破技术,辅以分部、分次施工方法,结合延时爆破控制技术,通过不断优化钻爆设计参数,加密减振孔数量或加大直径,利用水压爆破降尘减振优点,采取信息化监测技术手段,控制爆破振动对环境影响。通过优化钻爆设计,有效控制爆破振速,现场监测结果表明,爆破振速达标可控。为解决隧道下穿建筑物爆破振速控制技术难题,采用减振孔+水压爆破+延时爆破技术,得出结论即最大振速集中在掏槽眼,其中3个方向振速垂向最大、径向次之、切向最小,且隧道下穿后比建筑物正下方振速大,采用水压爆破比常规爆破振速降低13%～22%,增设减振孔比水压爆破振速降低16%～28%。     

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。     

特大断面小净距隧道爆破振动控制技术

为解决大帽山新建隧道爆破对既有隧道结构的影响,采用分步钻爆开挖、楔型掏槽、炮孔堵塞等一系列技术措施,控制了爆破振动速度,同时还确定了大断面小净距隧道不同围岩中的爆破振动控制标准,此标准比类似隧道的标准大有提高。     

城市环境下隧道工程控制爆破技术的研究现状与展望

在城市环境中采用钻爆法修建市政交通隧道，存在着爆破振动、施工噪音、危及临近建筑物及地下管线等一系列问题。因此，如何优化爆破方案，有效控制爆破对既有建（构）筑物的振动影响，是城市隧道工程建设中亟待解决的问题。本文从单孔爆破的精细描述以及爆破方案的整体优化两个方面，对前人的研究成果进行综述，并在此基础上，对今后的可能研究方向提出展望。     

沉管隧道基槽爆破开挖作用下邻近地铁隧道力学响应

为确保邻近地铁隧道在沉管隧道基槽爆破开挖过程的安全性,通过现场实测评价地铁隧道运营现状,借助数值分析法探索地铁隧道对沉管基槽爆破开挖的力学响应特征,并制定既有隧道结构的安全判据和沉管基槽爆破振动安全距离。研究表明： 既有地铁区间隧道现状累计最大沉降为1.89 mm,近半年最大沉降速率为0.01 mm/d,均小于规范规定的控制值,隧道结构现状处于稳定状态;沉管隧道基槽爆破振动引起的地铁隧道结构最大振速为0.359 cm/s,远小于振速安全阈值（2.0 cm/s）,说明地铁结构受爆破振动影响较小,且爆破振动的安全距离为25 m; 基槽开挖应力扰动后引起的地铁隧道累计最大沉降为3.16 mm,小于位移预警值,隧道结构处于稳定状态。     

城市轨道交通复杂环境下明挖区间控制爆破技术——以徐州轨道交通1号线一期振兴路站-徐州东站明挖区间为例

为了在自身地质条件复杂,且外部存在交叉作业、无法实施封闭爆破施工的条件下,控制露天爆破振动及飞石对周边构建筑物的影响,以徐州轨道交通1号线一期地下市政工程振兴路站-徐州东站明挖区间爆破控制为例,采取减震带措施降低振速35%;主爆区通过严格控制同响最大装药量,合理布设炮孔和设计装药参数,使炮眼利用率超过90%;边坡采用预裂爆破技术成型较好,残眼率85%,超挖不超过15 cm;采取堵塞覆盖措施,有效控制了爆破飞石;通过联合警戒防护,避免了交叉施工、人群车辆繁多的风险;历时6个月开挖完成20万m3,取得了良好的进度、安全和成本效益。结果证明所采用的技术方法合理、安全,能够确保邻近高层建筑物的安全。     

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。     

基于HHT分析的浅埋隧道爆破振动控制研究

以青岛地铁施工过程中浅埋段隧道下穿建筑物为例,运用HHT分析理论结合MATLAB软件研究了爆破振动监测信号的时频关系,分析雷管的起爆时间间隔,为振动控制提供理论依据。通过分析发现:1)爆破振动信号的频率基本在90 Hz以下,优势频率范围为20~70 Hz;2)根据《爆破安全规程》规定的安全允许标准,3号民房爆破安全允许振速可定为2.0 cm/s,设计振速1.0cm/s较为保守;3)不考虑雷管自身延时误差的情况下,60 ms将是雷管比较理想的段与段之间延期时间间隔;4)实际爆破过程中,雷管延时误差是普遍存在的,总体误差呈现为正值。     

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。