地鐵隧道掘進下穿BRT車站爆破振動效應(yīng)

復(fù)雜環(huán)境下的城市基坑控制爆破,爆破振動安全要求高,施工風(fēng)險大。針對深圳地鐵2號線新秀站基坑爆破施工進行了爆破振動效應(yīng)試驗,通過基坑不同部位的爆破試驗獲得了不同地質(zhì)條件下的爆破振動衰減規(guī)律經(jīng)驗公式,結(jié)果顯示場地巖石地質(zhì)條件的差異對試驗結(jié)果有一定影響,在場地巖石條件變化較大的施工環(huán)境應(yīng)加以重視。試驗成果經(jīng)實際施工監(jiān)測驗證是適用的,根據(jù)該公式可計算針對不同建(構(gòu))筑物和其它保護對象安全振速要求的最大一次起爆藥量,確定爆破規(guī)模,為后期爆破設(shè)計及施工提供依據(jù)。

在既有鐵路隧道附近進行爆破作業(yè),進行復(fù)線隧道或邊坡開挖施工,對既有鐵路的運營形成一定的安全隱患。爆破產(chǎn)生的振動效應(yīng)是直接危害列車安全運營的主要因素。因而,爆破振動效應(yīng)對隧道的影響,需進行詳細和全面的分析,以確保既有鐵路運營的安全。本文結(jié)合某鐵路隧道附近的山體開挖,分析了爆破振動效應(yīng)對既有鐵路隧道運營的影響,為既有線隧道附近爆破施工作業(yè)提供參考。

基于現(xiàn)場實測隧道掘進爆破振動信號數(shù)據(jù),采用小波包分析技術(shù)對振動信號進行小波包能量譜分析,得到爆破振動信號能量在各頻帶上的分布。通過比較各點分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)隧道掘進爆破地震波能量主要集中在切向與徑向。在沿隧道掘進方向隨著與掌子面之間距離的增大地震波的主頻下降,能量主要集中頻帶也越來越窄,并且向低頻帶發(fā)展;而在垂向上地震波主頻隨著埋深的減小而減小,同時地震波的能量主要集中頻帶也越來越窄并且向低頻帶發(fā)展。最后從能量的角度探討隧道掘進爆破地震波沿各個方向的衰減規(guī)律。

隨著城市交通建設(shè)用地的日益緊張,新建地鐵在選線上存在諸多限制,不可避免地會與既有線出現(xiàn)立體交叉情況.本文利用ansys/ls-dyna軟件,研究了深圳地鐵3號線下穿4號線車檔隧道施工過程中對4號線襯砌結(jié)構(gòu)的影響,并分析了第一主應(yīng)力、豎向位移及振速的衰減過程.結(jié)果表明:當(dāng)開挖位于車檔隧道正下方3號線隧道上臺階圍巖時,對車檔隧道影響最大,且超出了規(guī)范允許值.通過減小開挖進尺至0.75m時,可以滿足規(guī)范要求.研究結(jié)果可供類似工程參考.

鉆爆法無論在效率、經(jīng)濟、技術(shù)方面都是我國目前堅硬巖石隧道施工的主要方法,在城市,建筑物密集,人口稠密,伴隨爆破產(chǎn)生的地面振動對環(huán)境影響特別嚴重,本文依據(jù)大量實測數(shù)據(jù)進一步闡述了地面振動強度的基本規(guī)律,分析了爆破方式、巖石條件等對地面振動速度的影響,為解決施工過程中的爆破控制奠定了良好基礎(chǔ),在減振方法上進行了有益的探索,并取得了較好的效果,對相似地質(zhì)條件下的城市隧道施工具有一定的借鑒意義。

爆破有害效應(yīng)對建筑物的破壞,主要是通過爆破振動產(chǎn)生的力效應(yīng)和應(yīng)變效應(yīng)作用造成的。筆者主要針對爆破施工中產(chǎn)生的振動效應(yīng)對建筑物破壞成因進行分析,分析認為控制單段最大用藥量可有效降低爆破振動強度。

簡單介紹了地鐵隧道掘進爆破技術(shù)，并以實際工程為例，探討了其施工技術(shù)要點。

北京地鐵五號線崇文門車站正交下穿既有地鐵二號線崇文門站東端喇叭口式過渡段區(qū)間,兩者之間的凈距僅為1.98m。該地鐵車站施工采用全斷面注漿條件下的柱洞法。文章以此工程背景為研究對象,采用3d-σ三維數(shù)值分析軟件,建立地鐵車站-已有地鐵隧道的三維有限元模型,計算分析隧道動態(tài)施工時地層以及既有地鐵隧道沉降變形發(fā)展規(guī)律,對比分析了注漿對地表和已有隧道變形的影響。研究結(jié)果表明:(1)既有隧道底部沉降量雖然略大于地表沉降量,但兩者的變化趨勢基本同步,說明既有結(jié)構(gòu)對地表土體具有支撐作用;(2)開挖引起的地表及既有隧道結(jié)構(gòu)的沉降主要產(chǎn)生在中洞和側(cè)洞支護體系的施作過程中,后期的土體開挖對環(huán)境影響非常有限;(3)注漿能顯著降低地表及已有隧道的變形。

青島為典型花崗巖地區(qū),地鐵隧道開挖采用鉆爆法。本文首先采用現(xiàn)場實測與統(tǒng)計分析的方法分析了青島地鐵3號線3個工點的隧道爆破監(jiān)測數(shù)據(jù),較為系統(tǒng)地研究了鉆爆法施工條件下地表及鄰近構(gòu)筑物的最大振速、主頻分布與爆破參數(shù)的相關(guān)關(guān)系,采用線性回歸法擬合出包含上述因素的經(jīng)驗公式。采用數(shù)值模擬手段,模擬爆破條件下地表及臨近建筑物的振動的響應(yīng),并將模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進行對比,研究主要結(jié)論如下:(1)最大振速隨比例距離基本呈指數(shù)的形式衰減,隨著比例距離的增加,最大振速值逐漸減小;(2)爆破引起的振動主頻隨比例距離分布較為隨機,無法建立兩者之間的數(shù)學(xué)模型,主頻多在20~70hz范圍內(nèi);(3)建筑物內(nèi)部中三矢量方向上的最大振速均隨著樓層的增高呈一定的增加趨勢,建筑物外部的地表振速要大于內(nèi)部質(zhì)點的速度。

結(jié)合南京地鐵ⅱ號線苜蓿園站—小衛(wèi)街站超小凈距地鐵隧道施工中,由于左右線隧道之間距離較近,對在后行洞開挖爆破荷載作用下先行洞襯砌振動響應(yīng)進行相關(guān)監(jiān)測,并分析地震波在不同位置的分布規(guī)律,得出了一些有意義的結(jié)論,可供類似工程參考。

以巴準鐵路敖包溝隧道下穿建筑物爆破施工為背景,應(yīng)用br-mini軟件對采集的爆破振動數(shù)據(jù)進行計算分析,擬合得到爆破振動衰減規(guī)律模型,并成功應(yīng)用于該隧道出口段掘進爆破振動控制工程實踐。通過爆破振動功率譜分析,證實了振動功率譜是影響爆破振動衰減規(guī)律的主要因素,為類似隧道鉆爆設(shè)計的合理性提供理論及實用參考。

3月24日上午10時,隨著精準的起吊信號,巨大的盾構(gòu)機刀盤被緩緩吊出地面,再制造盾構(gòu)機s254在北京地鐵16號線02標段完成了首段2020m地鐵隧道掘進施工后洞通,這標志著我國首臺再制造盾構(gòu)機通過了實際工程應(yīng)用的檢驗。盾構(gòu)機是目前廣泛應(yīng)用于城市軌道交通、地下綜合管廊等城市地下空間開發(fā)、鐵路及公路隧道等工程施工的特大型工程裝備。

北京地鐵5號線崇文門車站(大跨暗挖車站)下穿既有運營地鐵隧道的施工在國內(nèi)屬首次。通過多次論證、試驗探索及工程實踐,車站終于在滿足既有線結(jié)構(gòu)和運營安全的條件下順利完成。

為有效控制爆破振動對周圍建筑物的擾動；研究爆破振動傳播規(guī)律；結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境和爆破器材；對武漢地鐵紙坊大街站-小鎮(zhèn)站區(qū)間隧道左線下穿建筑物區(qū)段進行爆破方案優(yōu)化設(shè)計；并在建筑物地表設(shè)置監(jiān)測點對爆破振動進行監(jiān)測；然后通過10次監(jiān)測所得數(shù)據(jù)分析爆破振動傳播規(guī)律；結(jié)果表明:通過分臺階爆破、松動爆破、直孔掏槽、周邊密集減振孔、空氣間隔裝藥以及延時爆破等優(yōu)化設(shè)計；將振動速度峰值控制在安全允許振速2.5cm/s以下；中臺階、下臺階爆破時因上部存在自由面會有部分能量散失到空氣中；導(dǎo)致工作面正上方測點振速減??；因此峰值振速隨爆心距的增大先增大后減??；該工程技術(shù)可為其他復(fù)雜環(huán)境下的爆破工程提供參考和借鑒；

為研究下穿地鐵隧道開挖過程爆破振動作用下埋地供水管道的動力響應(yīng)特性,以青島地鐵3號線嶺-清段的下穿給水管道隧道爆破工程為例,采用ls-dyna數(shù)值模擬方法進行爆破動力響應(yīng)計算分析,結(jié)合現(xiàn)場對管道正上方地表振動速度監(jiān)測結(jié)果,驗證分析了數(shù)值模型的可靠性?；趧恿?shù)值計算結(jié)果,分析了爆破振動作用下管道振動速度及有效應(yīng)力分布特征,研究了下穿地鐵隧道爆破振動作用下給水管道動力響應(yīng)特性,其中,管道縱向方向上,爆源所在位置管道截面振動速度與有效應(yīng)力最大,截面環(huán)向上,振動速度與有效應(yīng)力呈現(xiàn)出底部最大,中部次之,頂部最小的規(guī)律,同時建立了管道有效應(yīng)力以及管道正上方地表振動速度函數(shù)關(guān)系。結(jié)合斷裂力學(xué)理論,確定爆破振動作用下給水鋼筋混凝土管的極限動態(tài)抗拉強度,其值為2.01mpa,提出確保管道安全的地表振動速度控制閾值3.32cm/s。

在地鐵工程建設(shè)當(dāng)中,新建地鐵線路會與地鐵既有車站相互影響。新建地鐵隧道＂零距離＂下穿既有車站的工程施工作業(yè),會造成既有車站結(jié)構(gòu)的變形,影響既有車站地鐵運行情況。本文對奧體中心站—夢都大街站區(qū)間南端與原奧體中心站折返線段結(jié)構(gòu)對接的施工問題進行探討,介紹了新建地鐵隧道＂零距離＂下穿既有車站施工中所遇到的施工難點,以及新建地鐵隧道＂零距離＂下穿既有車站施工工程施工技術(shù),希望通過本文的介紹可以對相關(guān)新建車站與既有車站對接施工提供一定的參考。

圍繞爆破振動對相鄰建筑的影響,從房屋受損評估、爆破振動的傳感器選擇、爆源遠近對地震效應(yīng)的影響、正確的傳感器布置方式、巖體特性對爆破振動的影響和爆破危害等方面入手,介紹了在鑒定房屋及爆破振動測試過程中出現(xiàn)的一些常見問題,旨在對減小爆破振動效應(yīng)、避免相臨建筑造成影響以及正確建立爆破振動測試參數(shù)等提供參考。

對溪洛渡水電站左岸出線豎井開挖爆破的振動速度進行了現(xiàn)場測試。運用薩道夫斯基公式對測試數(shù)據(jù)進行回歸分析,得到了豎井爆破掘進中地震波傳播衰減公式。利用該式預(yù)測距離井底高程差為18.2～24.5m處范圍內(nèi)測點的振動速度,并與實測數(shù)據(jù)進行對比。結(jié)果顯示,豎井爆破振動的傳播存在高程放大效應(yīng),水平振速放大系數(shù)約為1.49～2.24,垂直振速放大系數(shù)約為1.78～2.73;通過考慮高程效應(yīng)對薩道夫斯基公式進行了修正,得到考慮高程因子的衰減公式,線性關(guān)系顯著,對存在高程放大效應(yīng)的爆破振動預(yù)測具有借鑒意義。運用動力有限元分析方法對豎井結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊波荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場測試結(jié)果的對比表明,當(dāng)相對高差不大時,兩者整體趨勢比較吻合,距離井底0～15m,振動速度快速衰減,振動速度峰值衰減幅度超過總體幅度的60%;距離井底超過30m,衰減不超過總幅度的10%。采用巖石-混凝土強度破壞準則對豎井構(gòu)筑物在爆炸沖擊荷載作用下的穩(wěn)定性進行了強度校核,為豎井后續(xù)施工安全提供了參考。

以實際工程為例,對地鐵明挖車站深基坑施工中爆破振動控制措施進行了分析和探討,解決了其重難點問題,保證了工程的順利施工,可供類似工程借鑒。

以實際工程為例,對地鐵明挖車站深基坑施工中爆破振動控制措施進行了分析和探討,解決了其重難點問題,保證了工程的順利施工,可供類似工程借鑒。

以實際工程為例,對地鐵明挖車站深基坑施工中爆破振動控制措施進行了分析和探討,解決了其重難點問題,保證了工程的順利施工,可供類似工程借鑒。

以密興路火郎峪隧道工程出口段開挖為研究背景,進行隧道爆破開挖和地表振動監(jiān)測試驗研究。分析結(jié)果表明:(1)沿隧道開挖方向,自成形隧道區(qū)向未開挖區(qū),地表爆破振動速度逐漸降低;淺埋隧道爆破開挖振動波傳播規(guī)律與其斷面尺寸、隧道埋深、開挖方法以及圍巖地質(zhì)條件等有關(guān)。(2)掏槽孔爆破振動控制是降低淺埋隧道振害的關(guān)鍵,使用多級小楔形掏槽能有效改善爆破振動效應(yīng)與破巖效果。(3)全面監(jiān)控淺埋隧道掘進爆破振動效應(yīng),優(yōu)化爆破參數(shù),能有效控制爆破減振害,提高施工效率。