大直径中空孔在穿越复杂环境控制爆破中的应用研究

为解决地铁车站风道斜穿建筑物时造成的爆破振动所带来的扰动,以青岛地铁1号线瑞金路车站为工程背景,通过从掏槽眼、辅助眼、起爆网路等角度对风道1部爆破方案进行设计,最终确定为采用大直径中空孔掏槽布置方式与孔外延期微差起爆技术相结合的方法多方位地进行控制爆破。结果表明:(1)控制爆破方案测得3次振速为0.47、0.46、0.50 cm/s,均小于被保护对象规定振速1.5 cm/s,有效控制了振速;(2)使用孔内延期和孔外延期相结合的微差起爆网路,使爆破起爆次数由4次降低到了2次,提高了起爆效率;(3)验证可知,本设计方案最大爆破振速仍出现在大直径中空孔掏槽处。     

浅埋大跨隧道穿越楼群控制爆破及监测分析

研究目的:结合胶州湾海底隧道连接线隧道下穿城市楼群爆破施工,对爆破振速进行监测并对监测数据进行分析,保证地面楼群的结构安全,同时对隧道施工过程中的控制爆破技术进行总结,为类似工程提供借鉴经验。研究结论:通过现场实践证明浅埋大跨隧道下穿城市楼群施工过程中,采用超前小导坑分部开挖控制爆破技术在保护地表建筑物安全方面效果是比较理想的;开挖过程中的爆破监测数据分析结果表明,爆破最大振速和主振频率均在允许控制范围内,爆破参数选择合理。采用三重复合式掏槽方式能够有效提高工效,控制单段最大装药量,降低爆破振速,有利于地面建筑物的保护。     

浅埋不良地质条件下小净距隧道掘进与减振爆破技术研究

研究目的:研究重庆轻轨新郑区间浅埋、上软下硬地层、软弱夹层岩柱等不良条件下小净距隧道掘进和爆破减振技术,保证围岩与支护结构的稳定性、光爆良好效果和地下管线安全。研究结论:(1)洞口回填松软土层浅埋地段采用超前大管棚支护,并对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ四种围岩段,采用正三台阶、正二台阶预留核心土、正二台阶及全断面开挖方式,配合采用光爆技术,适合浅埋不良地质条件下双隧道净距仅5.8 m情况下小净距隧道修建;(2)小净距隧道爆破中掏槽孔爆破产生的振动强度最大,通过对不同地质段采取预裂光面爆破和预留光爆层爆破两种方法,掏槽眼分别采取五梅花中空直眼掏槽及斜眼掏槽方法,实测地面测点振速1.8 cm/s,相邻洞内边墙衬砌振速11.02 cm/s,爆破振速满足规程要求,且确保了光爆效果,减振爆破技术可行。     

超小净距隧道不同爆破方式现场试验研究

超小净距隧道钻爆法施工过程中,爆破产生的地震波不可避免地对先行隧道衬砌结构产生损伤,会危及其安全和稳定性。南京地铁隧道二号线工程实践,最小净距仅0.309 m,远小于隧道设计规范规定值,进行CRD工法的爆破全过程系统现场试验,分析先行洞衬砌在不同爆破方式作用下的振动波传播及分布规律,结果表明:上台阶爆破时先行洞迎爆侧衬砌产生的振速较大,但切向和水平相差不大,应将上台阶的爆破作为爆破控制的重点,选择合理的掏槽形式和掏槽位置,可以为后续爆破创造足够好的临空面;下台阶爆破对先行洞产生的振速较小,一般不会大于10 cm/s;上下台阶同时爆破作业产生的振速最大,超过爆破安全规程规定值20 cm/s,因此小净距隧道禁止上下台阶同时爆破。     

临近既有病害隧道的隧道安全施工技术研究

临近既有病害隧道的安全控制一直是施工的重点和难点。本文依托成渝高速中梁山扩容改造工程二标段新建隧道工程,通过对既有病害隧道分析,采用Midas GTS有限元程序分析爆破对既有线的影响,实时监测施工过程不同间距下的爆破振速,动态修正施工方法及装药量、孔深、孔间距等爆破参数,制定了特有的"周边钻孔取芯(水磨钻)+挖掘机炮头破除"开挖及爆破方式,形成了临近既有病害隧道的隧道安全施工技术。通过在成渝高速中梁山隧道扩容改造工程二标段爆破施工过程中的应用,有效降低了爆破振速,控制了隧道超欠挖,在保证隧道施工质量的同时确保了既有病害隧道的安全运营,研究成果对临近既有病害隧道新建隧道施工具有很强的指导作用和重要意义。     

大帽山隧道微震爆破控制技术

为了解决大断面、小净距隧道爆破施工对既有隧道的震动影响,采用微震控制爆破,有效控制了震动速度,确保新建隧道施工过程中既有隧道正常运营。详细介绍了大帽山新建隧道钻爆施工的设计、爆破控制、振动监测等内容:采取楔形掏槽、孔内外延期非电微差起爆技术,严格控制最大一段起爆药量等措施,爆破达到了预期效果,可为类似工程提供参考。     

铁路隧道近距下穿地铁隧道的微振爆破技术

研究目的:隧道超近距下穿运营地铁隧道时,通常采用机械施工。本文基于目前最先进的起爆器材——电子雷管,采用隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术,利用无线爆破振动监测设备测试每次爆破产生的振动,优化爆破参数和减振措施,确保运营地铁隧道和列车内人员的安全,形成超近距下穿运营地铁隧道的微振爆破技术。研究结论:(1)超近接隧道修建时,可以采用微振爆破技术,根据保护目标的要求,可适当增加减振措施;(2)采用微振爆破技术,在施工效率和经济成本方面优于机械施工;(3)掏槽区设置减振孔的减振效果明显,减振效果与减振孔孔径大小和数量有关;(4)目前的爆破振动规律或计算公式并不适合近接隧道的爆破振动控制,这种情况下建议:每炮均测试爆破振动,然后调整爆破参数满足控制标准;(5)本研究成果可为近接隧道施工提供参考。     

隧道爆破振动控制技术研究

研究目的:复杂环境下浅埋隧道钻爆施工的爆破振动问题最为敏感,工程实践中需要既能实现快速掘进又能降低敏感区段爆破振动的爆破技术。研究结论:结合开元寺隧道和杭州引水隧洞钻爆掘进中的爆破振动测试和分析,发现这两个埋深25 m左右的隧道掘进中,掏槽爆破产生的地表振动最为强烈。试验证明采用多级复式楔形掏槽可以有效降低爆破振动,同时利用高精度延时雷管或数码电子雷管调整掏槽爆破起爆时差,可以实现振动波错峰减振,并能改善掏槽效果,提高炮孔利用率。爆破试验过程中配合爆破振动监测,不断调整和优化掏槽爆破方案,最终顺利通过隧道浅埋振动敏感区,而且平均单炮进尺在3 m左右,地表爆破振动控制在1.5～2.5 cm/s。达到保证安全的前提下实现快速钻爆施工。     

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。     

顺层路堑边坡岩体爆破的层裂效应试验研究

结合渝怀铁路顺层岩质地段路堑施工,通过对6次单孔爆破层裂试验中振速与声波探测结果的耦合分析,确定出该区岩体的临界质点振速为25 3cm·s-1。对8次深孔台阶爆破、浅孔台阶爆破和浅孔光面爆破地震波测量结果的回归分析与计算讨论表明,这3种爆破方式都会使边坡岩体产生不同程度的层裂效应,深孔爆破引起的岩体层裂范围达9 12m,而浅孔爆破则仅为2 18m～2 42m。对于顺层岩质地段路堑开挖,可采用主开挖区深孔爆破与缓冲爆破相结合、顺倾一侧边坡预留保护层浅孔爆破与光面爆破相结合的施工方案,能保证开挖爆破产生的层裂范围小于2 2m。     

基于围岩损伤机理对地铁爆破参数的研究

为解决地铁爆破中存在的超欠挖问题,依据爆炸载荷作用下的岩石作用原理及围岩损伤机理,采用现场试验的方法,对地铁区间隧道原有爆破施工方案掏槽眼间距和周边眼光面爆破参数进行综合优化。结果表明:(1)爆破振速由0.956 cm/s减小为0.379 cm/s;(2)炸药单耗由2.10 kg/m3降低为1.21 kg/m3。通过现场实例验证,将围岩损伤机理应用于爆破参数设计中,在保证爆破断面平整光滑的同时,降低了炸药单耗,取得良好的经济效益;并通过优化掏槽眼参数降低振动速度,最大程度地减小对周边建筑物的扰动影响。     

不同掏槽孔角度下节理岩体隧道爆破效果研究

为探明节理岩体隧道中掏槽孔角度对掏槽爆破效果的影响,以节理裂隙发育严重的下寮隧道为工程依托,理论分析掏槽孔角度对掏槽爆破效果的影响,并列举选用掏槽孔角度常见的两种方法,最后结合数值模拟软件对掏槽孔角度分别为60°与70°的两种隧道模型进行数值仿真计算,量化分析两种模型的损伤面积与峰值有效应力,并基于结果选用合适的掏槽孔角度。结果表明：节理裂隙的存在会改变应力波的传播方向和能量分布,影响爆破效果;在Ⅴ级围岩中,70°的掏槽孔平均峰值有效应力是60°的1.36倍,爆破损伤范围比60°大且分布连续,选用70°的掏槽孔有利于提高隧道掘进效率。     

新建上跨隧道爆破施工对既有隧道影响的数值模拟及工程对策

根据动力时程分析理论,采用岩土隧道结构专用有限元分析软件GTS,对新建上跨隧道爆破施工工程进行三维有限元数值模拟,研究新建上跨隧道爆破施工对既有隧道的影响.结果表明:既有隧道与新建上跨隧道交叉处的断面受到垂直方向振动的影响最大,随着离爆破点水平距离的增加,垂直方向的振速逐渐减小,水平方向的振速先增大后减小;爆破施工对位于交叉点水平距离25 m之内的既有隧道影响较大,对45 m以外则影响很小;爆破进尺需控制在1.5 m以内,并辅之以相应的工程措施,以保证既有隧道安全;新建隧道爆破施工过程中,需对既有隧道K201+065-K201+165段拱顶垂直振速进行监控量测.     

大面积深孔楔形掏槽爆破技术在终南山隧道的应用

主要介绍终南山隧道在中、硬岩爆破施工中 ,为改善爆破效果、加快隧道掘进速度 ,在传统的楔形掏槽技术基础上 ,采用大面积深孔楔形掏槽技术 ,炮眼利用率达到 95 %以上 ,光爆效果达到优良标准     

电气化铁路紧靠既有线隧道二线隧道爆破掘进安全快速施工技术

通过对电气化铁路二线隧道爆破掘进的设计与施工,重点介绍为达到"安全快速"施工目的,所采取的导坑超前而后扩挖的三步开挖法、中空大直径直眼掏槽和炮眼水压爆破法等七项技术措施,并阐述了该项技术应用的前景。     

大断面地铁换乘站近距离下穿既有运营车站施工技术研究

新建重庆轨道交通10号线红土地站与既有6号线红土地站呈"十"字相交,下穿既有车站净距5.06 m,地质主要为砂质泥岩和砂岩,既有车站在施工期间不能中断,为确保运营安全,要求施工爆破振速不大于1.0 cm/s,施工难度极大。介绍了采用机械开挖与控制(弱)爆破(数码电子雷管逐孔起爆、错相减振技术)相结合安全、高效的穿越既有运营车站的施工技术。     

下穿居民区浅埋隧道减震爆破技术

以厦门环岛干道白城隧道为例,介绍复杂环境条件下浅埋软岩隧道减震爆破施工方法。爆破开挖中,通过在掏槽眼部位布置空孔、在周边眼部位布置减震孔的措施,并通过采用不偶合间隔装药、毫秒延时爆破、实时地震波监测等措施,实现了隧道周边围岩的稳定和隧道地表不同结构房屋的安全。     

城市电缆隧道控制爆破技术

长沙市芙蓉路地下电缆隧道穿行于闹市区 ,断面 3 0m× 3 6m ,埋深 8 7～ 13 7m ,覆盖层较破碎。为保证施工中地下管线及地面建筑的安全 ,采用“浅孔密眼微振控制爆破法”掘进。文章介绍这种控制爆破的技术要点、振动效应估算、振速监测及安全评定。     

滑坡治理工程中快捷有效的抗滑桩桩孔施工方法

结合朔黄线马圈滑坡抗滑桩桩孔的施工实例 ,介绍 3 0m× 4 0m、长 10～ 2 6m抗滑桩采用掏槽爆破开挖、挂网 (钢格栅 )锚喷支护等快捷有效的施工方法。     

运营铁路隧道引水洞爆破振速控制关键技术研究

西成客专小安隧道已开通运营,由于水害影响需新增小间距引水洞进行引排水。为消除或降低引水洞开挖爆破振动效应对运营隧道的危害及影响,保证铁路运营安全,同时满足振动速度控制标准2.5 cm/s要求,本文研究爆破开挖振速综合控制技术。实践证明,在采用光面爆破设计基础上,应用数码电子雷管并融合具有降振作用的水压爆破技术、增设减振孔等一系列技术措施,不仅使爆破振速满足要求以确保铁路隧道运营安全,同时满足了每循环最大开挖进尺,保证了引水洞工程优质如期完成。