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。研究结果表明:利用增加自由面个数和面积对CD法进行优化,能够保证在施工进度不变的条件下,使5m处围岩的振动速度小于5cm·s-1,有效地减小了爆破振动,实现微振爆破施工;在隧道爆破近区,爆破距离是影响振动速度的主导因素,质点最大振动速度由周边孔单段装药量决定;在隧道爆破中远区,装药量是影响振动速度的主导因素,质点最大振动速度由最大一段装药量决定;无论掏槽孔爆破还是辅助孔及周边孔爆破,掌子面前方中夹岩振动速度都稍大于掌子面后方中夹岩振动速度;掌子面前方岩体的场地系数K大于掌子面后方中夹岩的场地系数K;随着自由面数量的增加,场地系数K及衰减系数α都减小。

小净距隧道钻爆施工中夹岩振动规律研究及应用

明确小净距隧道中夹岩内部爆破振动特征有助于更好地保障施工安全和隧道稳定。基于大量现场中夹岩爆破试验,研究爆破近远区振动速度的主要影响因素和振动频率的演变,以及不同炮孔在不同区域的爆破振动规律,并结合案例分析推导出确保长城安全的最大允许装药量。研究表明:以SD=3.5为爆破近远区分界线,SD≤3.5时为爆破近区,SD>3.5时为爆破远区,近远区中夹岩内部最大振动速度分别由周边孔、掏槽孔爆破产生;爆破远区中夹岩中心部位的PPV值比两侧的PPV值大,衰减速率最低;隧道表面的振动速度大于中夹岩内部,且衰减速率更快;随着SD的增大,掌子面前方PPV值大于掌子面后方PPV值的现象逐渐消失,中夹岩内部振动主频整体呈"L"形下降趋势;以掌子面前后方的回归公式为基础提出的长城安全装药量与距离的关系可以较好的指导爆破施工,爆破振动不会对长城造成损伤。