大跨隧道下穿既有高速公路的爆破减震技术研究

以贵广铁路斗篷山隧道为依托工程,通过对爆破振动监测结果的回归分析,确定合理爆破振动速度。并结合该隧道爆破开挖施工,从爆破药量、掏槽形式、爆破参数、起爆顺序、地质条件和传播距离等方面提出隧道爆破施工振动控制技术。研究结果表明,公路内振速以垂直振速为主,隧道开挖采用预裂爆破,周边眼采用密集钻孔,少装药,先于掌子面的其他炮孔起爆,可显著降低爆破振动对周围结构物的不利影响。     

延安路站侧穿危楼的微振动爆破控制优化

钻爆法施工是当前乃至将来一定时期内隧道掘进的主要手段。为降低爆破振动对危楼的影响,以青岛地铁延安路站1号风道侧穿危楼为工程背景,试验并分析了复式楔形掏槽降振失败的原因。通过采用大直径中空孔掏槽方式和逐孔起爆网路,将爆破振动有害效应有效降低约50%,保证了隧道顺利侧穿危楼。为同类工程提供了宝贵经验,对其他类似工程有借鉴意义。     

大直径中空孔直眼掏槽微振动爆破参数研究

为最大限度减小掏槽区的爆破振动对地表建筑物的扰动,以青岛地铁3号线太延区间下穿伊美尔整形医院段为背景,通过理论分析和现场试验,对大直径中空孔直眼掏槽的中空孔孔径、掏槽装药炮孔数目、首响孔与中空孔距离、逐孔起爆时差和中空孔布设位置各爆破参数进行探讨。结果表明:在断面中下部位布置直径为120~150 mm的中空孔,环形布置4个掏槽眼,首响孔距中空孔200~350 mm,逐孔起爆时差宜在40 ms以上,可使掏槽爆破振速得到有效控制。     

近建筑物下穿隧道爆破振动控制技术研究

本文以青岛胶州湾隧道工程陆域近建筑物段爆破施工为背景,通过对钻爆引起的基岩振动传播规律以及裂隙扩展等研究,从段药量选取、开挖方案选取、起爆方式、起爆网格布置等方面提出了控制爆破振动的技术方案。首先,通过监测得到了平整场地的振动衰减规律,通过萨道夫斯基公式求得设计药量;接着,考虑高程放大效应,对坡形地貌下的萨氏公式进行了修正,得到通用的振动速度预测公式。然后对采用不同起爆方式的波形图进行分析,确定了分段延时起爆方法的优势;最后,对于不同方向裂隙分布情况下的起爆网格的布置进行了详细说明。论文从多个方面揭示了爆破施工过程中控制裂隙扩展以及控制不同地形地貌下地表振动的原理和方法,为类似工程提供了指导依据。     

条形药包硐室爆破振动速度的数值研究

结合条形药包硐室控制爆破工程实践,采用LS-DYNA程序对条形药包的不同起爆方式进行了数值研究,得到了相应的硐室控制爆破不同质点振动速度的变化规律,为路基工程中的硐室控制爆破提供参考。     

同段起爆炮孔间距对最大振速的影响分析

为研究开挖断面为6 m范围内同段位两炮孔间距对最大爆破振动速度的影响,以青岛地铁2号线延安路站侧穿166号楼为研究对象,采用数值模拟与现场试验相结合的方法,对同段起爆炮孔间距这一参数进行计算分析。结果表明： 1）在开挖断面宽度为6 m范围内,同段起爆的两炮孔间距对最大爆破振速影响不明显; 2）相邻两炮孔同段起爆比间隔炮孔同段起爆产生的振速衰减得快,即相邻两炮孔同段起爆对建筑物的累积损害量相对较小。     

优化爆破参数进行地铁车站隧道控制爆破

为减小爆破振动速度和提高炮眼利用率,以青岛地铁2号线车站主体Ⅰ部上台阶的爆破开挖为背景,从理论上分析了由于掏槽区域爆破效果差引起爆破振动过大,由于掏槽眼不对称、掏槽区域布置不当、掏槽眼间排距过大、辅助眼排距过大、未封堵炮孔等原因造成炮眼利用率较低。结合理论计算和工程前期施工经验对楔形掏槽参数进行了优化,同时在校核单段最大起爆药量时考虑了多自由面的影响。结果表明： 优化后的复式楔形掏槽使炮眼利用率提高到90.5%,爆破振动速度控制在0.7 cm/s以内。     

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。     

基于自适应神经模糊推理系统的隧道爆破振动峰值预测研究

爆破振动控制是工程爆破界的重要研究课题,而准确预测爆破振动是进行振动控制的前提和基础。针对爆破振动强度的不确定性、随机性和模糊性特点,建立了基于自适应神经模糊推理系统的隧道爆破振动峰值速度的预测模型,并将自适应神经模糊推理预测模型预测结果与常规方法的预测结果进行了对比分析。结果表明:基于自适应神经模糊推理系统的预测模型具有更高的精确性,能较好地用于隧道爆破振动速度的预测。     

爆破基于4种不同类型掏槽的爆破效果研究

为降低掏槽区域爆破振动,减少掏槽区域的炸药雷管单耗,提高掏槽孔的炮孔利用率,以青岛地铁2号线延安路站侧穿166号居民楼试验段为工程背景,对施工现场4种不同类型掏槽的爆破效果进行对比研究。结果表明,大直径中空孔直眼掏槽的比钻眼最大,约是楔形掏槽的3倍;楔形掏槽无论是爆破振动控制还是炮孔利用率,均优于大直径中空孔直眼掏槽;从雷管和炸药单耗的指标来看,楔形掏槽经济效果显著;掏槽孔逐孔起爆技术极大降低了爆破振动,且不会影响多级楔形掏槽槽腔成型质量。     

复杂环境下中深孔爆破在石质路堑开挖中的应用

结合工程实例,针对在复杂环境下单响药量控制严格及高速公路路堑爆破开挖的特点,研究了中深孔控制爆破与预裂爆破和毫秒延时爆破相结合的综合爆破技术,重点介绍了毫秒延时爆破毫秒延期时间间隔的确定,确保安全振动一次齐发起爆药量的确定方法,以及安全校核等技术问题。     

隧道掏槽爆破中起爆点位置对爆炸能量传输的影响作用及其比选研究

为比较评价起爆点位置对隧道掏槽爆破效果的影响，分别基于一维等熵流爆轰理论和柱状药包爆炸应力场叠加模型，分析了柱状药包爆轰波传播的方向效应和时间效应，揭示了起爆位置对爆炸能量传输的影响作用机理；通过单孔爆破现场试验，对比分析了正向起爆、反向起爆和中点起爆等传统起爆方式下孔口岩体的破裂形态及地表爆破振动峰值，佐证了起爆位置对爆炸能量传输的影响作用规律；依次建立了普通单孔爆破和隧道掏槽爆破数值模型，模拟计算了正向起爆、反向起爆和中点起爆3种传统起爆方式下的炸药爆轰加载特征与爆破损伤演化规律，评价了传统起爆方式下掏槽爆破效果的优劣，并探讨了掏槽孔起爆方式的改进方案。研究结果表明：起爆位置的影响作用机理源于柱状药包爆轰波传播的方向效应和爆炸应力场叠加的时间效应，柱状药包起爆后爆轰产物和爆炸能量偏向于爆轰波传播的正向传输，其应力场也在爆轰波传播的正向叠加增强；试验结果显示，反向起爆时孔口岩体破裂与鼓包痕迹最为显著，中点起爆次之，而正向起爆最小；传统的反向起爆、正向起爆和中点起爆均有各自的利弊，反向起爆利于形成爆破漏斗，但易于造成根底，限制了掏槽爆破进尺，正向起爆虽有助于孔底岩体破碎，但容易在孔口形成大块，岩体抛掷效果也较差，中点起爆可兼顾孔口与孔底岩体的破碎，但孔中部岩体的破碎不充分，为此尝试提出了一种基于邻孔反向传爆的混合起爆方式，其结合了传统起爆方式的优点，且增强了邻孔之间的拉伸和剪切效应，岩体破碎较为均匀。     

地铁暗挖车站多级楔形掏槽微振动爆破参数研究

为了最大限度减小掏槽区域爆破振动对地表建筑物的影响,以青岛地铁2号线延安路站侧穿166号楼为研究背景,从多级楔形掏槽的减振机制入手,通过理论分析和现场实验,对各级掏槽孔间排距、深度、倾角、个数、单孔装药量及雷管段位分布等各爆破参数进行探讨。结果表明： 掏槽振速控制的重点是第2级掏槽及第3级掏槽;第2级掏槽孔与第3级掏槽孔间距不宜大于350 mm,排距不宜大于400 mm;第3级掏槽孔深度宜最大;第2级掏槽孔数目不宜少于5对,第3级掏槽孔数目不宜少于4对;第2级掏槽及第3级掏槽逐孔起爆。可使掏槽爆破振速得到有效控制。     

洞窟下紧邻隧道爆破振动响应分析及控爆措施研究

新建隧道下穿紧邻地下洞窟(群)的爆破开挖将引起已有洞窟(群)振动响应,影响已有洞窟(群)安全。该文以下穿已有防空洞窟(群)杭州北干山隧道为工程背景,针对洞窟(群)下紧邻隧道爆破开挖的耦合装药不设置减振孔、耦合装药设置减振孔、非耦合装药不设置减振孔、非耦合装药设置减振孔4种上下台阶爆破开挖施工方式,在炸药爆破荷载作用下的洞窟振动响应进行了计算机数值模拟。数值模拟采用三维非线性有限元程序LS-DYNA,得到了4种爆破开挖方式上方洞窟底板的振动速度、等效应力等动力响应指标。数值模拟结果表明:从爆破应力波峰值速度、等效应力峰值等方面,非耦合装药设置减振孔方式相对其他3种情况均具有相当优势,因此,洞窟(群)下紧邻隧道爆破开挖推荐采用非耦合装药设置减振孔的钻爆方式,该数值模拟结果在实际工程现场爆破得到了验证,最危险状态下采用非耦合装药设置减振孔的上下台阶法爆破后,上方洞窟底板峰值速度小于规范允许值,设计安全。     

爆破振动特征参量的SVM及神经网络预测应用研究

通过RBF、BP神经网络及SVM算法3种预测方法,对爆破震动特征参量进行预测,并与传统萨道夫斯基公式进行对比分析研究。结果表明,3种方法预测精度均优于传统萨道夫斯基公式。当样本数有限时,BP、RBF神经网络在爆破振动峰值振动速度及主频率的预测中效果欠佳,SVM算法的预测精度优于RBF、BP神经网络,在实际工程应用中SVM算法对爆破振动特征参量的预测具有极强的适应性。     

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。     

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...     

隧道掘进爆破地表振速的预测研究

为了能够预测隧道爆破工程对地表产生的振动速度,采用理论分析与现场试验相结合的方法。首先根据应力波基础理论,分析P、S波斜入射地表面情形下波与作用面的交互关系,并求得地表面的振动响应公式;然后基于围岩的物理力学测试指标以及2次循环爆破监测试验数据,对比分析隧道掘进爆破工程地表面2座民房测点处实测与预测的振动速度。研究结果表明:地表测点处质点振速峰值主要出现在法向方向,最大值为1. 82368cm/s,小于安全规程的阈值;预测振速与实测振速误差较小,可以为类似工程振速预测提供参考。     

基坑爆破开挖爆点位置与基坑高度对爆破振动影响研究

针对基坑爆破振动预测不准确的问题,该文采用有限元模拟软件,深入研究基坑爆破开挖时爆点位置和基坑高度对振动的影响。首先,基于妈湾跨海隧道基坑爆破开挖工程进行数值模拟,验证模型的适用性;随后在保持爆心距不变的情况下,通过调整基坑爆破点到基坑边缘的距离和基坑的高度,研究这两个因素对地表振动的影响。研究结果表明：随着爆破点到基坑边缘的距离增加,相应距离测点的振动速度逐渐减小;基坑高度越高,相应距离测点的振动速度越大;基坑高度对地表振速的影响要大于爆点位置的影响。研究成果能为基坑爆破的振动预测提供一定参考,具有工程实际意义。     

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。