東海隧道施工爆破振動既有建筑物結(jié)構(gòu)安全影響及控制研究

以安順西—六枝鐵路地宗隧道為工程依托,結(jié)合數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗,對大斷面隧道不同爆破設(shè)計對建筑物的影響進行了研究.結(jié)果表明:3種設(shè)計方案均能滿足爆破控振要求,采用延時雷管分段爆破原理設(shè)計的導(dǎo)洞先行爆破和左右分幅爆破能夠?qū)崿F(xiàn)分區(qū)延時爆破效果,有效地控制爆破振動.較左右分幅爆破,導(dǎo)洞先行法第一次爆破距離建筑物較遠,產(chǎn)生的爆破振動較小,爆破引起的水平方向振動速度遠小于垂向振動速度.爆破采用國產(chǎn)第一系列雷管(最高15段),最大振動速度在1s內(nèi)出現(xiàn),1s后振動速度迅速衰減,微差爆破能夠起到錯峰作用.在數(shù)值模擬中考慮微差爆破荷載時程曲線能夠得到爆破振動規(guī)律,從而提前預(yù)測爆破對建筑物的影響.

為了研究某露天礦采場爆破作業(yè)對附近選廠內(nèi)建筑安全性的影響,采用爆破振動監(jiān)測系統(tǒng)在選廠內(nèi)對兩次不同最大單孔藥量下的爆破作業(yè)進行監(jiān)測?；谙柌?黃變換(hht)分析法,對兩種情況下監(jiān)測產(chǎn)生的振動信號數(shù)據(jù)進行分析研究,結(jié)果表明:兩種情況下爆破振動信號的優(yōu)勢能量頻帶都在0~10hz,且隨著最大單孔藥量的增加,振動頻率有往低頻集中以及瞬時輸入能量增大的趨勢;結(jié)合《爆破安全規(guī)程》(gb6722—2014)中對于工業(yè)建筑安全允許標(biāo)準(zhǔn),確定該選廠建筑最大安全允許振速為2.5cm/s。

爆破振動一般采用薩道夫斯基公式進行回歸分析,求得k,α值,需要大量的振動速度監(jiān)測數(shù)據(jù)來控制誤差.對比了傳統(tǒng)的最小二乘法的線性回歸分析方法和構(gòu)造方程-求導(dǎo)-迭代的非線性回歸分析方法,發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)量較少的情況下,非線性回歸分析方法取得了較為真實且誤差更小的結(jié)果,并以緬甸萊比塘銅礦采區(qū)內(nèi)古建筑物周邊爆破振動控制實例為背景,利用非線性回歸分析方法處理已測振動監(jiān)測數(shù)據(jù),得到適用于此古建筑物周邊地質(zhì)條件的k=151、α=1.702以及誤差r=29.2%,以此指導(dǎo)爆破設(shè)計、施工及振動預(yù)測,有效的保護了古建筑物的安全.

參考工程實際應(yīng)用,基于某地區(qū)高速公路連拱隧道為實例對象,利用有限元軟件ansys建立連拱隧道的數(shù)值模型,對爆破波在圍巖傳輸中的性質(zhì)、爆破藥量、多種施工條件下的連拱隧道爆破震動效益進行了分析研究。研究結(jié)果表明:地震波在均勻圍巖介質(zhì)模型中的質(zhì)點震動速度與距離爆破源距離成反比;隨著單段起爆孔數(shù)量增加,圍巖質(zhì)點的震動速度大幅度增加。當(dāng)兩段微差時間爆破法時,爆破微差時間為100ms較微差時間為50ms引起的節(jié)點爆破峰值震動速度要低;在連拱隧道爆破施工中,采用左洞爆破時,右洞拱頂和拱肩位置徑向震動速度最大,成為爆破震動危險點,就地面建筑物震動安全角度分析,采取左洞先行的施工方案較右洞先行安全性更高。

應(yīng)用dh5938動態(tài)信號測試分析系統(tǒng),對既有隧道襯砌表面迎爆側(cè)動應(yīng)變進行試驗測試,分析動應(yīng)變與振速的關(guān)系;探討了以動應(yīng)變來衡量爆破振動對既有隧道影響的可能性,研究了鄰近鐵路隧道施工爆破振動對既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響。

在地下結(jié)構(gòu)動力學(xué)數(shù)值方法的基礎(chǔ)上,采用模態(tài)分析得到了體系的動力特性方程,通過ansys的瞬態(tài)動力學(xué)計算,研究了鄰近鐵路隧道施工爆破振動對既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響

隨著城市的持續(xù)發(fā)展，城市地鐵隧道施工項目逐年都在呈現(xiàn)出遞增的趨勢，城市隧道的修建給城市交通出行帶來了很

地鐵作為陸上交通方式的一種在生活中日漸增多,而地鐵的建設(shè)是在地下完成,隧道等的挖掘不可避免會對周圍的既有建筑物產(chǎn)生一定影響,若在施工過程中處理不當(dāng)將會產(chǎn)生嚴(yán)重后果,甚至危及人民的生命健康.具體分析地鐵隧道開挖對臨近既有建筑造成的不同方面的影響,根據(jù)研究理論,指出需要注意的問題及有效防治措施.

該文通過數(shù)值模擬手段對新建隧道下穿既有高層建筑物的影響性進行了分析,從分析結(jié)果來看,新建隧道的開挖對高層建筑的頂部2～3層產(chǎn)生的影響最大,施工中應(yīng)重點監(jiān)控。新建隧道由于圍巖條件較好,隧道開挖過程中基本處于安全狀態(tài)。

對城萬快速公路通道某隧道出口臨近建筑物爆破振動速度進行監(jiān)測,結(jié)果表明:隧道臨近建筑的垂直振速大于徑向振速和切向振速,應(yīng)以監(jiān)測其垂直振速為主;山區(qū)建筑物大多依山而建,其后的擋土墻或土臺階可以削弱隧道爆破振動對房屋的破壞,起到隔振作用,尤其是當(dāng)臺階高度大于0.5m時,其隔振效果明顯增強;增設(shè)隔振溝、采用微差起爆可以起到減振作用。

城市淺埋暗挖隧道施工下穿既有建筑物的工程安全問題越來越受到重視.以重慶曾家?guī)r嘉陵江大橋工程南側(cè)主線隧道下穿、側(cè)穿市政府辦公樓,鄰近戴笠公館等建筑物為工程背景,通過flac3d建立了三維辦公樓框架模型、三維地質(zhì)地層模型和三維曲線連拱隧道模型,對雙連拱隧道開挖過程中的鄰近建筑物的變形規(guī)律及開挖后地表建筑物的變形和受力進行了分析.研究表明:下穿隧道開挖過程中,框架結(jié)構(gòu)樁基的沉降變形值受距隧道軸線的距離及開挖步的影響較大,而水平變形值受開挖步的影響較大,受距隧道軸線距離的影響較小;隧道開挖將使框架結(jié)構(gòu)底部地基梁的軸向力和彎矩發(fā)生較大變化,使樁的軸向力略微增加,彎矩略微變化.

現(xiàn)今社會能源利用開發(fā)及相應(yīng)的技術(shù)措施成為影響經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)布局的重要議題,其中石油勘探技術(shù)的發(fā)展已頗具成效。目前應(yīng)用較為成熟、可靠的爆破物探技術(shù)具備較高的安全性,但仍然會對臨近建筑物的安全運行產(chǎn)生影響。以某水利樞紐工程附近的勘探作業(yè)為例,評估該類施工作業(yè)對臨近樞紐建筑物的安全影響程度。圖3幅,表2個。

某地鐵暗挖隧道在液化地層條件下的下穿城市房屋施工過程中,爆破振動速度控制在安全規(guī)程允許范圍內(nèi),地面房屋卻出現(xiàn)了不同程度的破壞現(xiàn)象,針對產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進行了分析。分析結(jié)果表明:房屋基礎(chǔ)下方存在液化土層,爆破動荷載引起土層液化及后期失水固結(jié)引起的土體變形等是造成房屋產(chǎn)生破壞的主要原因。研究建議:在以后類似地層條件下采取爆破施工,確定建筑物保護標(biāo)準(zhǔn)過程中,需考慮爆破施工對房屋結(jié)構(gòu)安全因素的影響程度,并制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

地鐵施工不可避免要擾動地層，引起地鐵周邊建筑物沉降，影響其安全和正常使用。以深圳地鐵5號線x站為例，分析了城市地鐵施工過程中造成地上建筑物開裂的原因，并對建筑物的安全性進行評估。

隧道工程作為重點建設(shè)工程,其建設(shè)過程不容有失,由于隧道工程情況復(fù)雜,存在種種難點問題,如何確保隧道施工對既有建筑物降至可接受范圍內(nèi),目前并沒有較為成熟的經(jīng)驗可循,為此,針對隧道工程的重點難點問題特別是對地表變形對既有建筑物影響進行分析具有十分重要的理論與現(xiàn)實意義,本文以東海隧道為例,從建筑物沉降、傾斜、結(jié)構(gòu)應(yīng)力三個方面探討隧道工程施工地表變形對既有建筑物影響。其研究成果不僅可為東海隧道的順利建設(shè)保駕護航,同時還可為其他城市隧道建設(shè)提供參考。

研究目的:通過現(xiàn)場監(jiān)測樓房不同層高的振動響應(yīng),觀測其爆破振動安全效應(yīng),分析普通多層建筑對爆破振動產(chǎn)生的高層放大效應(yīng)現(xiàn)象,并根據(jù)居民樓的使用狀態(tài)提出了符合安全和舒適的振動允許指標(biāo),為今后爆破振動安全標(biāo)準(zhǔn)的修改完善提供一定的參考。研究結(jié)論:(1)低頻爆破振動會導(dǎo)致高層建筑產(chǎn)生頂層振動放大效應(yīng),而遠大于自振頻率的高頻振動不易隨樓層升高產(chǎn)生振動放大效應(yīng);(2)針對多層樓房在不同振源條件下出現(xiàn)振動放大的可能性,提出了距爆源100m以外的樓房應(yīng)測試不同層高的爆破振動,而近距離的高頻振動可以只監(jiān)測底層振動;(3)根據(jù)樓房結(jié)構(gòu)安全性、普通裝修材料的安全性和室內(nèi)人員舒適性要求,提出了不同建筑物的爆破振動安全控制指標(biāo);(4)本研究成果可為鐵路石方爆破開挖的安全控制提供借鑒。

針對既有建筑物鑒定時,結(jié)構(gòu)安全評定中存在的一些問題進行探討,特別是對那些結(jié)構(gòu)驗算嚴(yán)重不足,而實際結(jié)構(gòu)完好無損的建筑物,討論了結(jié)構(gòu)驗算時荷載和材料強度取值的問題.建議應(yīng)根據(jù)建筑物的現(xiàn)場檢測結(jié)果和現(xiàn)狀進行符合實際的結(jié)構(gòu)計算分析,并還應(yīng)考慮超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布和柱邊彎矩修正等因素對結(jié)構(gòu)驗算的影響,以達到客觀正確評定建筑物安全性的目的,避免不必要的浪費.

對爆破地震波的傳播特性,爆破地震與天然地震的區(qū)別,觀測建筑物振動的原則以及頻譜分析的研究,提出了一些看法,對從事該研究的人員具有一定的意義

根據(jù)滬蓉西高速公路zk107+157—268段路塹邊坡和zk107+730—816段路塹邊坡爆破工程現(xiàn)場爆破振動測試得到的數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)學(xué)回歸分析處理,得到該爆破工程的爆破振動傳播經(jīng)驗公式,由所得到的公式計算出在不同的爆破藥量下不同距離處建筑物的振動速度,再參照不同類型建筑物在爆破時所允許的安全振動速度標(biāo)準(zhǔn),對爆區(qū)周圍民用建筑的安全進行了評價,同時給出了爆破振動安全允許距離。

爆破振動對周圍建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生的影響研究一直是爆破技術(shù)中最重要的課題。用數(shù)值模擬的方法，結(jié)合ansys/ls-dyna

城市軌道交通建設(shè)發(fā)展越來越迅速，它也面臨著越來越復(fù)雜的周邊環(huán)境和施工條件，因此，本文將對盾構(gòu)隧道穿越既有建筑物施工應(yīng)對技術(shù)進行分析。

當(dāng)前,隨著我國城鎮(zhèn)化進程不斷推進,國內(nèi)城市軌道建設(shè)也在不斷發(fā)展,而在實際建設(shè)過程中,盾構(gòu)施工法憑借其顯著優(yōu)點而獲得了廣泛應(yīng)用,但是因為在實際作業(yè)過程中受到多方面因素影響不可避免存在一些問題,這就需要作業(yè)人員能夠切實根據(jù)不同情況來采取相應(yīng)技術(shù),以實現(xiàn)整體施工的安全與高效。本文將對盾構(gòu)隧道穿越既有建筑物施工應(yīng)對技術(shù)談?wù)勛约旱膸c看法,以供參考。