城市浅埋隧道下穿建筑物的微振动爆破技术研究

城市浅埋隧道下穿建筑物时,如何在不影响地表建筑物安全的前提下保证良好的掘进效率,控制爆破振动是关键。现以青岛地铁一期工程(3号线)下穿如家快捷酒店为背景,通过设计合理的掏槽型式、装药结构和爆破参数,成功地将地表振动速度控制在2.0 cm/s以内;结合毫秒爆破和孔外延期技术对爆破网路进行优化,将单个掘进循环的爆破次数从5次降低至2次,使爆破时间节省了1/3,取得了良好的经济与社会效益。

微振动爆破技术在超深基坑支护结构拆除中的应用

某32m深基坑设有4道水平支撑,共支撑混凝土拆除量达2万m^3.经分析拆除工程要求,周边环境和现场施工条件,应用微振动控制爆破法,以爆破为主,小型镐头机破碎为辅,将基坑内的在建建筑和周边建筑的振动控制在允许范围内,取得了经济快捷、安全可靠、降低拆除劳动强度等成果.

城市地铁的微振动爆破施工

本文主要阐述了微振爆破技术在广州地铁一号线杨-体区间的成功运用及爆破监测在施工中的应用,同时提出了—些在城区修建地下工程时降低爆破振动的方法。

深基坑微振动爆破技术及监测方案

该工程位于南充市某商业区,周围建筑物较多,人群密集,鉴于周围环境因素的复杂状况,决定在施工过程中采用微振动爆破技术,爆破工作开展前应结合实地情况对基坑的爆破参数进行设计,选取合适起爆方法和炸药。考虑到爆破震动对基坑、周边建筑物的破坏,需对建筑物安全距离与药量关系、飞石安全距离进行安全控制,对典型的危险断面和基坑锚杆的应力变化进行监测,提出合理的监测方案,以确保工程的安全施工。

复杂环境下隧洞弱振动爆破技术研究

金鸡山隧洞工程因周边环境极其复杂而存在着突出的爆破振动安全问题。在依据科学的爆破振动安全控制标准,并进行爆破振动跟踪监测及反馈的基础上,应用调整隧洞设计循环进尺、断面分区逐步开挖及微差起爆网路来控制最大单响药量等控制振动的有效钻爆技术,较好地实现了隧洞弱振动爆破的安全控制目标。并通过爆破振动监测成果的分析,取得了此特定工程和周边环境条件下的爆破振动分布特性和响应规律。

超近距交叉隧洞弱振动爆破技术及振动特性分析

晋江引水隧洞下穿既有金鸡山引水隧洞,超近距交叉段的下洞钻孔爆破振动会对上洞安全造成严重影响。通过现场爆破振动监测数据分析,对下穿隧洞钻爆条件下上洞振动响应特性进行研究。结果表明:整个钻爆施工过程中,各向峰值振动速度均由掏槽孔段爆破产生;随着开挖断面逼近交叉中心区域,爆破振动主频逐渐增大,振速随爆心距减小增加较快,竖直向振速增幅最为明显。在此基础上,对交叉段钻爆方案及施工工艺进行优化调整,提出了一套以短进尺、多断面、多时序微差起爆为原则的弱振动钻爆技术。

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350mm,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。

微振动爆破技术在仙岳山公路隧道开挖中的应用

本文介绍小线间距城市公路隧道开挖面临的问题及解决的方法，分析了振速影响因素和采取的减振措施，对微振动爆破的设计方法作了阐述，并提出在微振动爆破设计中的最大段药量的确定方法，按此指导施工，获得良好的经济和社会效益。

兰青复线虎头崖隧道微振动爆破技术实践

新建兰青复线虎头崖隧道出口段与既有隧道线间距较近,为保证既有隧道正常行车安全,对新建和既有隧道进行支护加固并采用微振动爆破技术施工,同时采用振动测试仪对隧道爆破振动进行监测,根据监测结果对下一次爆破参数进行优化。通过合理选择爆破时差、最大装药量、微差起爆、掘进进尺、预裂爆破等方面的振动控制技术措施,使该隧道开挖施工爆破中的地面振动速度值控制在安全范围以内,保证了虎头崖隧道开挖作业安全、顺利地进行。

苛瓦线高家沟隧道微振动爆破技术研究

新建苛瓦线高家沟隧道出口段(DIK60+590～DIK60+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,对新建和既有高家沟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、震动速度等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高家沟隧道开挖作业安全、顺利地进行。

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。

基于爆破荷载等效施加方法的振动波形预测与古建筑安全评估

隧道爆破开挖产生的振动对邻近的古建筑有着不容忽视的安全影响,为研究爆破振动波的传播规律以及预测地面振动效应和分析临近古建筑结构的安全性,以拉卜楞隧道为依托,采用现场实测结合数值模拟分析的方法,预测爆破荷载作用下拉卜楞寺的动力响应。结果表明:(1)随着单响总药量的增加,质点振动速度增大,衰减比也随之增大,说明高频振动衰减快,低频振动衰减慢;(2)通过理论计算将爆破荷载等效施加在弹性边界或隧道开挖轮廓面上,动力模拟结果表明在大于40 m的中远区两者振速变化规律趋于一致,故将荷载施加在开挖轮廓面上是合理的;(3)爆破地震波自由界面处体波经过反射形成沿表面传播的Rayleigh波,结合数值模拟山体内部地震波的传播规律发现,经反射叠加山体内部形成复杂的振动区;(4)当地震波到达拉卜楞寺最近点时,径向振速峰值为0.000672 cm/s,垂向振速峰值为0.000448 cm/s,合成振速峰值为0.000807 cm/s,远小于古建筑安全振动控制标准。

爆破振动强度、波形与频谱研究综述:预测及主动控制

岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害,准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来,国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面,经验模型预测方法体现出了较大的便捷性,但预测精度与效果较差,将概率统计理论引入经验模型预测方法,提高了PPV预测精度;而基波叠加预测方法可实现对振速、频率和持续时间的综合预测,但是该方法对振动基波的测试精度要求较高,同时亟须在行业内建立对爆破振动采集设备的定期标定与校核机制;人工智能预测方法极大提高了PPV预测精度,同时为多因素影响下的爆破振动效应预测提供了新思路,但需要建立在海量真实有效实测数据的基础上,目前还缺乏充实的振动测试样本数据库;PPV预测理论模型及数值模拟预测法对理论与专业知识、数值模拟技术等要求高,限制了两种方法在工程的普遍应用。在爆破振动速度主动控制上,可以确定合理的延期时间,采用毫秒延迟干扰减振法来降低PPV,但目前多为单一防护对象所提出的延期时间建议值;从调整爆破振动频谱结构的角度,通过主动改变延期时间调控爆破振动频率成分,可避开建(构)筑物自振频带,减小爆破振动危害,然而目前仅仅停留在理论层面或模型试验尺度条件下,缺乏大规模的现场应用实例。最后,对未来爆破振动预测及控制方面重点研究内容进行了展望。

基于VMD-HHT的井下预裂爆破振动效应分析

云南玉溪大红山铜矿现有采矿方法为分段空场嗣后充填法,采用大爆破工艺,由于一次爆破的药量过大导致对保留岩体的损伤较大,影响采场的稳定性。为解决此问题,按照多打孔少装药的原则,在距保留岩体一定距离处布置一排较为密集的炮孔,并减小单孔装药量,在主爆区起爆之前先起爆该排炮孔,形成一条具有一定宽度的缝隙,以减弱对保留岩体的损伤。基于变分模态分解和希尔伯特黄变换(VMDHHT)方法对现场实测的爆破振动信号进行分析。结果表明:本次预裂爆破振动信号的瞬时能量分布区间主要集中在0~0.5 s内,频率分布的区间主要集中在40 Hz以内;采用3个测点的合速度进行减振率计算,得到3个测点减振率分别为21.0%、30.1%和38.5%,有效减小了爆破振动对保留岩体的损伤和破坏。

爆破振动作用下桥梁桩孔稳定性振动台试验研究

为了解爆破振动对邻近桥梁桩基成孔后桩孔稳定性的影响,以与山体爆破工程计划同时施工的某主跨280 m的斜拉桥为背景,设计、制作土箱和缩尺比1∶40桩孔模型开展振动台试验,研究桩孔孔壁的破坏特征、土体振动速度和动土压力的变化规律。结果表明:土体的振动速度峰值和动土压力峰值均随着爆破强度的增大而增大,在土体产生破坏后,土体的振动速度峰值和动土压力峰值均呈现出非线性增大趋势;爆破强度较小时土体的动土压力峰值曲线为U形,爆破强度较大时桩孔区域土体的动土压力峰值曲线为W形,桩孔中上部区域的动土压力峰值较大;山体爆破振动会使钢护筒底部与土体交界面以下桩孔的中上部区域出现破坏,应对山体爆破施工加强现场监测,桩孔附近的振动速度峰值不宜超过2 cm/s,以保障桩孔的稳定性。

小净距隧道掘进爆破及其振动响应规律研究

为了研究爆破荷载作用下小净距隧道中夹岩区的动力稳定性问题,依托小龙门隧道爆破工程,开展了现场爆破振动监测试验。通过改进的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与多尺度排列熵(multi-scale permutation entropy,MPE)算法对爆破振动信号进行消噪处理,基于此分析了掏槽孔与周边孔爆破在后行洞左拱腰(非中夹岩区)、右拱腰(中夹岩区)中产生的振动特征差异。结果表明:采用改进的自适应VMD-MPE算法可以有效消除振动信号中的噪声,并降低了主观决策的影响;此外,相对于非中夹岩区,中夹岩对爆破振动具有明显的放大效应,其质点峰值振速明显大于非中夹岩区,但中夹岩区的振动衰减速度更快;同时,通过对比非中夹岩区与中夹岩区各测点振动频率特征可以发现,中夹岩区小于40 Hz的低频振动能量占比较大,更易引起支护结构的共振,发生损伤与破坏的风险更高,应重点关注;受“转角削弱”作用以及地震波传播路径的影响,在比例距离SD小于等于11.57 m·kg^(1/3)范围内,周边孔爆破在掌子面后方围岩中产生的振速大于掏槽孔。

基于LS-DYNA的不同装药量对爆破振动效应的影响研究

由于爆破活动的复杂性,很难通过工程试验进行爆破振动效应研究。运用数值模拟计算的方法对爆破振动效应及其危害进行相关研究。结合吴庄铁矿的相关数据,运用ANSYS/LS-DYNA有限元程序模拟1 000 kg、1 500 kg、2 000 kg及3 000 kg等4种装药量情况下的爆破对地层岩体的振动效应,通过分析得到爆破振速衰减变化以及其应力的变化规律,得出本次爆破生产作业最大装药量为1 500 kg时最为合理;同时该模型模拟结果与吴庄铁矿实际生产爆破计划基本吻合,说明该模型的构建较为成功。模拟结果可以较真实地反映出该铁矿爆破时的爆破振动效应对矿区周边建筑物的影响。

台阶单孔爆破振动预测模型研究

爆破振动具有随机性,振动波的强度和频率具有非平稳性,为了构建能够真实反映爆破振动波形特性的台阶单孔爆破振动预测模型,通过调制白噪声的过程确定模型的频率函数,用角频率的时变性来描述振动波形频率的非平稳性;通过对强度包络函数的筛选,选取Gamma函数来描述爆破振动波形强度的非平稳性;用高通滤波处理提高了预测模型在低频段的模拟精度.以预测模型与现场实测波形的时程频率一致为约束条件,阻尼比与不规则指数呈线性关系,确定模型的频率参数(η,ξ,γ),以现场实测波形累计能量为约束条件,确定模型的强度参数(I0,α,β),模型输出波形的峰值振速、主频分别与现场实测波形特征的较好吻合,证明了所构建预测模型的正确性和有效性.

基于PEMD-MPE算法的露天矿爆破振动信号降噪方法

为了去除露天矿山爆破振动信号中混入的噪声成分,提出了一种基于PEMD-MPE算法的降噪方法。该算法通过自适应性正交经验模态分解(PEMD)得到完全正交的本征模态函数(IMF)分量,然后对各个IMF分量进行多尺度排列熵(MPE)的随机性检测,成功确定其中的噪声分量并将其去除。采用该算法对实测的露天矿山爆破振动信号进行降噪处理。结果表明:相比EMD-MPE和EEMD-MPE算法,PEMD-MPE算法的信噪比分别提高了3.520 dB和1.107 dB,且重构标准差和均方根误差最小,说明该算法不仅能够有效去除爆破振动信号中的噪声成分,还能有效保留真实信号。