爆破施工引起的既有隧道振动监测与控制技术

在既有隧道附近修建隧道时,新建隧道爆破开挖引起的振动会对既有隧道的安全和稳定产生重大影响.结合乌鲁木齐市外环快速路扩容改建工程雅山隧道,研究隧道爆破施工过程中的振动监测方法及控制技术,通过对爆破振动监测结果的回归分析,建立隧道爆破施工振动传播的数学模型,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.研究成果可为新建隧道爆破施工参数优化及安全施工提供参考依据,同时为保证既有隧道安全起了重要作用.     

黑石岭公路隧道爆破振动监测与控制技术研究

按“新奥法”施工的河北张石高速黑石岭隧道全长7590m,为上、下行分离的双洞单行双车道,属于长大岩石高速公路隧道。工程开挖施工采用IDTS3850爆破振动仪对隧道爆破振动进行监测,通过对结果的回归分析,结合工程实际,提出爆破振动波衰减经验数学模型。同时,结合该隧道开挖爆破施工提出爆破振动控制技术措施,以确保隧道开挖洞室、初期支护、二衬、相邻隧道等已有工程的施工质量和安全。该研究对指导隧道工程开挖爆破施工和保证已有工程的安全具有重要作用。     

大跨公路连拱隧道安全控制爆破研究

针对隧道开挖爆破施工安全及爆破振动对围岩和支护结构稳定性影响的问题,以温州绕城高速公路北线陈家桥大跨度连拱隧道开挖爆破施工为例,开展安全控制爆破研究工作.从钻爆预设计着手,建立了爆破安全控制流程和数值计算模型,并结合震动实测分析和反馈对隧道开挖爆破进行了安全控制,有效地指导了隧道开挖,减少了爆破对围岩及已有支护结构的扰动,确保了隧道工程的施工安全和质量.     

大连地铁叠落区间隧道施工相互影响分析

在已建地铁盾构隧道上方近距离施工暗挖矿山法隧道时,施工中采用弱爆破方案和机械开挖相结合的方式来保证下方盾构隧道的安全。选择多种弱爆破方案进行实验,把爆破动荷载转化成静荷载来简化对盾构管片的受力分析,根据盾构管片的结构计算结果和爆破振动的监测情况,控制爆破振速在允许范围内。计算结果表明,暗挖矿山法隧道上台阶可以采用弱爆破方法施工,有效减少机械开挖隧道长度,缩短工期,保证相邻盾构隧道的安全。     

隧道开挖爆破振动对邻近高速隧道的影响分析

以温州市宁波路太平山隧道工程为依托,利用FLAC3D有限差分数值计算软件,对该隧道开挖爆破全过程进行了数值模拟,研究了隧道开挖爆破震动波对周边金丽温高速隧道的影响分析。结果表明,在既有隧道90 m以外的新建隧道开挖爆破施工对既有隧道结构影响较小,最大振幅位于洞口处衬砌,洞身内部衬砌对围岩影响较小。     

兰青复线虎头崖隧道微振动爆破技术研究

新建兰青复线虎头崖隧道出口段（DK60＋590～DK60＋710）与既有隧道线间距11．6～40m。为保证既有隧道正常行车安全,对新建和既有虎头崖隧道进行支护加固并采用微振动爆破技术施工。同时采用4C型振动测试仪对隧道爆破振动进行监测,根据监测结果并结合新建隧道确定下一次爆破的参数,对爆破设计进行优化。通过合理选择爆破时差、最大装药量、微差起爆、掘进进尺、预裂爆破等5个方面的振动控制技术措施,使该隧道开挖施工爆破中的既有隧道振动速度值控制在安全范围以内。最后,利用微振动爆破技术保证了虎头崖隧道开挖作业安全、顺利地进行。     

小净距交叉隧道爆破对既有隧道的振动影响分析*

结合兰州枢纽新建北环隧道小净距上穿红山顶隧道工程,实时监测爆破施工过程中既有隧道的振动速度和应变。通过分析多次试爆振动数据,确定了施工过程中地质条件、爆心距、装药量、夹质作用和迎爆面对爆破振动速度的影响,并拟合回归了适用于本隧道的爆破振动速度公式和合理振速标准。基于爆破振动速度的影响因素,本文还对原有爆破方案从装药量、起爆次数、开挖进尺和起爆时差等方面进行了调整。最终新建隧道顺利通过小净距影响区域,证明了研究方法的可行性和正确性。     

浅埋隧道下穿高速公路地表震动监测研究

以大顶山隧道下穿沈丹高速公路工程为背景,对现场爆破试验进行震动监测,分析现场爆破试验实测振动数据,研究浅埋隧道掘进爆破时三向震动特性;利用最小二乘法对实测数据进行回归分析,拟合数据确定大顶山隧道地震波衰减参数k,α值,得出下穿地段隧道开挖爆破地震波传播规律;并对实测数据FFT分析,得出下穿地段隧道开挖爆破地震波的波谱特性。     

爆破作用下既有隧道振动特性数值分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件,分析上方开挖爆破振动作用下既有隧道的振动特性。为了使数值模拟能够真正反映实际情况,本文采用更精确的爆炸模拟方法:利用状态方程模拟爆炸过程中压力与体积的关系,并采用ALE方法模拟炸药与被爆破结构之间的关系。数值分析结果表明:隧道拱顶处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的1.5倍;拱脚与直墙交接处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的0.76倍;直墙底处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的1.1倍;峰值振速均满足爆破安全规程要求,围岩应力小于屈服强度。已有试验结果及数值计算验证了本次数值模拟结果可信。     

黄鹤堡隧道下穿地表建筑物爆破振动控制技术

以长昆客运专线黄鹤堡隧道为例,结合爆破参数和振动速度的监测数据,对原有爆破开挖方案对地表建筑物的影响进行了安全评估。在此基础上,基于预裂爆破理论,提出了采用预裂爆破技术的减震控制措施。监测结果表明,上述爆破振动控制措施有效的降低了对地表建筑物的影响,保证了隧道施工过程的安全。     

南京地铁小净距隧道爆破振动控制技术研究

对南京地铁苜蓿园站~小卫街站区间小净距隧道安全施工技术进行研究,包括振动参数选取、爆破动力响应数值分析、爆破振动监控量测技术。采用降低循环进尺、分部开挖、增设周边减振眼及严格控制药量等措施,有效地控制了爆破振动强度,保证了隧道的安全施工。说明所采取的爆破振动控制技术是成功的,为同类工程提供有益的借鉴。     

小净距上下交叉隧道爆破振动效应数值模拟

结合改建铁路六盘水至沾益段新建扒挪块隧道以17．5°交角跨越营业线贵昆铁路狮子口隧道的小净距控爆施工,通过对新建隧道施工时产生的爆破振动进行数值模拟与分析,研究爆破振动对既有隧道的影响,计算得到既有隧道质点振动速度以及混凝土衬砌的应力分布,参考实际爆破振动速度,反算得到爆破控制参数,确保了既有铁路的安全运营。     

临近居民区爆破的现场测试分析

以青岛经济技术开发区某水库扩容工程爆破开挖项目为背景,对爆破产生的地震动效应及对建筑物的影响进行现场测试,同时应用IDTS3850 Seismogragh软件并结合Matlab中的FFT变换,对爆破测试数据进行综合分析。分析结果表明,爆破振动在3个方向上的振动持续时间不同;在爆破中远区,应选择爆破振动主频和3个方向的叠加速度作为爆破振动判据,该分析结果为今后的爆破设计和控制爆破开挖引起的地震动提供参考和依据。     

大断面公路隧道施工控制爆破技术研究

龙头山隧道为双洞八车道公路隧道,单洞开挖面积达218 m2,为控制施工爆破对隧道掌子面后方支护结构、邻近隧道支护结构及附近油库结构的影响,施工采用中导洞超前后上台阶扩挖、下台阶分左右两部先后开挖的方法,采用控制爆破技术达到减震效果.首先对爆破振动速度进行大量的现场实测,得到测点振速的时程曲线,进而进行回归分析得到M,A萨道夫斯基公式中的k,α值,由此可计算出在允许速度下的最大装药量.此外,为掌握振动波传播的规律,采用三维数值方法模拟爆破过程,所得规律与实测规律基本相同.在此基础上优化爆破参数,实践证明效果良好.     

隧道穿越营区地段控制爆破振动技术探讨

某隧道的开挖区段接近某部队营区,按安全要求临近区域采用控制爆破施工并保证爆破振动速度不大于0.5cm/s。介绍了采用的控制爆破措施、爆破参数及振动速度的计算并加以监测。采用上述措施后,安全顺利通过此营区。     

面向爆破应力波小净距隧道混凝土安全振动标准研究

为进一步细化《爆破安全规程》的评价标准,基于应力波理论推导爆破应力波在围岩及衬砌的反射与透射形态,通过爆破应力波引起混凝土与围岩的粘结力失效或混凝土的抗拉破坏的临界值作为临近既有隧道区爆破开挖的安全控制指标。采用有限元软件GTS—NX进行数值计算,得到在爆破开挖时既有隧道衬砌的动力响应特征。通过对爆破荷载下小净距隧道混凝土的动力响应特性研究可知:爆破应力波以球面波的形式延展,其数值呈先增大后减小的趋势,且既有隧道迎爆侧围岩的数值最大,导致围岩损伤、混凝土受拉破坏及二者粘结力减弱。以混凝土与围岩间的粘结力及混凝土的抗拉强度为控制指标得到小净距隧道爆破先行洞混凝土在3 d、7 d与28 d龄期时安全振动速度分别为2.63、6.43与10.24cm/s,该值综合考虑了混凝土与围岩的影响,比规程的评价标准具有较好的安全储能。     

公路隧道差异化爆破施工与损伤控制研究

莆炎高速公路隧道YA18标段钻爆法施工时,针对该区域地质条件复杂、岩性变化大的特点,提出差异化爆破设计与施工方案。对于Ⅲ级围岩采用二级楔形掏槽、周边光面爆破的形式,分台阶开挖;Ⅳ级围岩采用楔形掏槽、周边预裂爆破的形式,环形开挖预留核心土;Ⅴ级围岩采用楔形掏槽、周边预裂爆破的形式,中隔壁法开挖。通过采用差异化爆破施工方法,有效控制围岩爆破损伤并减小超欠挖现象,开挖轮廓平整,Ⅲ级围岩半眼痕保留率在90%以上,从而降低隧道支护及相关成本。隧道爆破振动强度位于合理区间范围内,保证周围建(构)筑物的安全。实践证明差异化爆破施工方法对地质条件的适应性强,具有显著的经济效益和社会价值,值得在类似工程中推广应用。     

大营至神池高速公路下穿东魏长城遗址保护方案研究

结合大营至神池高速公路隧道下穿东魏长城遗址现状及隧道地质条件,对高速公路建设施工期和运营期振动对长城影响进行了分析,经计算,施工期改进隧道钻爆设计方案后,可满足爆破源至长城爆破振动安全距离要求,运营期隧道车辆振动传至长城处的振动速度满足规范要求。设计中加强了隧道穿越古长城段衬砌结构参数,施工期优化了爆破技术,运营期加强了监测,采用了必要的保护方案后,能够保证古长城基址的安全稳定。     

爆破施工对邻近隧道安全的影响

城市交通工程新建隧道爆破施工会对近邻既有工程的衬砌结构产生影响,严重时会影响既有工程结构的安全.本文基于数值模拟方法,计算分析了4种最危险施工条件下,新建崂山隧道爆破对既有仰口公路隧道的影响.结果表明：崂山隧道的进、出口及中间段,爆破施工对既有仰口隧道的左线影响有限,对较远处右线的影响较小.在崂山隧道进口、出口和垂直距离最近处,计算结果都远低于我国《爆破安全规程》（GB 6722-86）规定的交通隧道安全振动速度标准值15 cm/s.但在崂山隧道断层破碎带（F5）爆破施工最危险条件下,计算速度最大值达到15.26 cm/s,该值已达到安全振动速度规定的临界值下限,建议施工过程中需要采取必要的工程安全措施.     

隧道爆破开挖对既有水工隧道变形的影响

以凤潭隧道为背景,基于有限元软件ABAQUS,从隧道监测点位移、振动速度的角度出发,进行邻近小净距隧道爆破开挖对既有水工隧道变形影响过程的三维数值分析。结果表明:左右导洞爆破相较于单导洞爆破对既有水工隧道衬砌拱顶的影响更大,爆破荷载峰值对于既有水工隧道位移及质点震动速度存在较大影响;水工隧道正上方起爆所引起的衬砌拱顶位移更大,爆破导洞的位置对于既有水工隧道位移及质点震动速度存在影响。