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新建高铁隧道爆破施工对既有高铁隧道的振动影响研究

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新建高铁隧道爆破施工对既有高铁隧道的振动影响研究

作者：李灿灿石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着中国交通隧道的不断增加,小净距隧道和新建隧道临近既有隧道情况增多,新建隧道施工对既有隧道的影响成为难以忽视的问题。矿山法开挖是山岭隧道主要开挖方法,两隧道临近时新建隧道爆破施工对既有隧道围岩稳定性和衬砌结构产生不利影... 详细信息

随着中国交通隧道的不断增加,小净距隧道和新建隧道临近既有隧道情况增多,新建隧道施工对既有隧道的影响成为难以忽视的问题。矿山法开挖是山岭隧道主要开挖方法,两隧道临近时新建隧道爆破施工对既有隧道围岩稳定性和衬砌结构产生不利影响,确定新建隧道爆破施工方法以保证既有隧道的安全和正常运营成为需要关注的重点。汕汕高铁新建平公山隧道上跨既有屏峰山隧道,两隧道净间距为16.5 m,隧道交角为15°8′,通过ANSYS/LS-DYNA软件模拟研究和实测数据分析新建平公山隧道爆破施工对下方临近既有屏峰山隧道影响。本文研究内容和成果如下:(1)通过研究不同围岩等级、开挖工法和隧道夹角下新建隧道爆破对既有隧道影响,得出以下结论:随着围岩等级的增加,新建隧道爆破施工时既有隧道质点振速增大,振动波能量增大,振动主频率逐渐减小,最大拉应力增加;二台阶三部开挖对既有隧道振速和应力影响最小,该开挖工法优于全断面、二台阶和三台阶开挖;控制爆破施工时既有隧道衬砌振速随着两隧道夹角的增大而减小,电子雷管爆破施工时不同夹角振速由大到小依次为90°、0°、30°和60°,拉应力最大值出现在左右拱腰处,最大拉应力随着交叉角度增大而减小。(2)通过分析不同类型炮孔延时间隔、各炮孔间延时间隔和不同循环进尺下不同施工方法影响,得出以下结论:不同类型炮孔延时间隔为5 ms以上时既有隧道振速和最大拉应力达到最小且趋于稳定,不同类型炮孔延时间隔应为5 ms以上;孔间延时间隔为2 ms时不同炮孔产生的振动波相互抵消,既有隧道质点振速最小;分析循环进尺为1 m、2 m和3 m时控制爆破施工对既有隧道的影响,给出了不同循环进尺下控制爆破施工时既有隧道影响分区,确定了采用电子雷管爆破施工区间及最佳循环进尺。(3)分析现场实测既有隧道振速规律,对比实测数据与数值模拟数据振速规律,验证了数值模拟的正确性,采用萨道夫斯基公式进行最小二乘法回归分析确定振速衰减规律参数,将两隧道最近点距离和炸药量代入拟合公式确定最近点振速值在允许振速值以下,可调整孔间延时间隔以进一步降低既有隧道振速。

关键词：爆破振动近距上跨既有隧道数值模拟振速控制爆破

盾构隧道花岗岩球状风化体控制爆破效果数值分析

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现代隧道技术 2019年第5期56卷 150-156页

作者：祝思然孙利广州轨道交通建设监理有限公司广州510010 中国矿业大学北京100083

花岗岩球状风化体给盾构施工带来了很大的难题,施工中可采用控制爆破技术提前进行预处理,然后盾构再通过。文章采用有限元数值模拟软件ANSYS对花岗岩球状风化体控制爆破处理进行数值模拟计算,并分析爆破的振动作用及岩体的破碎效果。结... 详细信息

花岗岩球状风化体给盾构施工带来了很大的难题,施工中可采用控制爆破技术提前进行预处理,然后盾构再通过。文章采用有限元数值模拟软件ANSYS对花岗岩球状风化体控制爆破处理进行数值模拟计算,并分析爆破的振动作用及岩体的破碎效果。结果表明:(1)爆破处理岩体后,炸药正上方地面产生的振动速度为0.35cm/s,满足爆破施工规范对振动速度的要求;(2)花岗岩球状风化体在爆破作用下破碎效果较好,最大破碎岩块尺寸为6.71 cm,满足盾构掘进排碴要求。

关键词：盾构隧道花岗岩球状风化体控制爆破数值模拟

矮胖式筒仓集群爆破切口参数设计及预处理技术

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爆破器材 2021年第1期50卷 59-64页

作者：孙飞郭文华顾云王旭鸣单浩李飞核工业南京建设集团有限公司江苏南京211102 苏州市公安局江苏苏州215131

以张家港联峰钢铁筒仓集群爆破拆除工程为例进行研究。为确保筒仓集群顺利失稳倾倒,结合周围环境,选择分3次逐排定向爆破的总体方案。通过对单个筒仓爆破失稳倒塌机理的分析,借鉴烟囱爆破切口设计的成功经验,对筒仓爆破切口圆心角与切... 详细信息

以张家港联峰钢铁筒仓集群爆破拆除工程为例进行研究。为确保筒仓集群顺利失稳倾倒,结合周围环境,选择分3次逐排定向爆破的总体方案。通过对单个筒仓爆破失稳倒塌机理的分析,借鉴烟囱爆破切口设计的成功经验,对筒仓爆破切口圆心角与切口高度进行了精心设计与安全校核,最终确定爆破切口圆心角α=252°,爆破切口高度H p=10 m。在此基础上,结合筒仓自身结构特征,对筒仓关键部位进行预处理,进一步确保筒仓集群爆破失稳倾倒的可靠性。实践证明,筒仓集群3次逐排定向爆破效果与预期基本一致,可为类似工程提供参考。

关键词：筒仓集群控制爆破失稳机理预处理

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围岩损伤控制爆破数值模拟研究

北京理工大学学报 2014年第10期34卷 991-996页

作者：王新生程凤丹河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

为研究不同结构装药周边孔爆破对围岩损伤的影响规律,采用数值模拟方法开展了研究工作.模拟结果表明,从获得良好爆破效果和降低围岩损伤的角度来看,在4种装药结构中,水+切缝管的效果最好,空气介质耦合时最差,中间依次为水介质耦合、空气... 详细信息

为研究不同结构装药周边孔爆破对围岩损伤的影响规律,采用数值模拟方法开展了研究工作.模拟结果表明,从获得良好爆破效果和降低围岩损伤的角度来看,在4种装药结构中,水+切缝管的效果最好,空气介质耦合时最差,中间依次为水介质耦合、空气+切缝管的装药结构.因此在实际工程中,周边孔采用水+切缝管的装药结构,可适当增加炮孔间距或减小装药量,取得与其它装药结构相同的周边爆破效果,尤其对于松软破碎岩体爆破效果更加明显.同时水的存在对于工作面的降尘和防止瓦斯爆炸等灾害事故的发生也具有一定的作用.数值模拟结果与试验结果所得结论一致.

关键词：围岩损伤控制爆破数值模拟

控制爆破在蒲石河抽水蓄能电站工程开挖施工中的应用

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水利水电技术 2015年第7期46卷 87-88页

作者：罗爱民徐建周张建强中国人民武装警察部队水电第一总队广西南宁530028

1工程概况蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省丹东市宽甸满族自治县境内,其上水库大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,最大坝高78.5 m。大坝两岸坝肩和趾板开挖于2008年5月完成,趾板混凝土于2008年9月完成,面板混凝土于2009年8月完成。趾板基岩灌浆... 详细信息

1工程概况蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省丹东市宽甸满族自治县境内,其上水库大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,最大坝高78.5 m。大坝两岸坝肩和趾板开挖于2008年5月完成,趾板混凝土于2008年9月完成,面板混凝土于2009年8月完成。趾板基岩灌浆于2009年9月完成。

关键词：控制爆破开挖施工蒲石河抽水蓄能电站

Prediction of blast-induced ground vibrations via genetic programming

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International Journal of Mining Science and Technology 2015年第6期25卷 1011-1015页

作者： Dindarloo Saeid R. Department of Mining & Nuclear Engineering Missouri University of Science & Technology

Excessive ground vibrations, due to blasting, can cause severe damages to the nearby area. Hence, the blast-induced ground vibration prediction is an essential tool for both evaluating and controlling the adverse consequences of blasting. Since there are several effective variables on ground vibrations that have highly nonlinear interactions, no comprehensive model of the blast-induced vibrations are available. In this study, the genetic expression programming technique was employed for prediction of the frequency of the adjacent ground vibrations. Nine input variables were used for prediction of the vibration frequencies at different distances from the blasting face. A high coefficient of determination with low mean absolute percentage error(MAPE) was achieved that demonstrated the suitability of the algorithm in this case. The proposed model outperformed an artificial neural network model that was proposed by other authors for the same dataset.

关键词：爆破震动振动预测遗传编程人工神经网络模型地面振动振动频率控制爆破相互作用

冷却塔高卸荷槽复式切口爆破控制振动机理研究

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振动与冲击 2014年第9期33卷 195-199页

作者：褚怀保侯爱军徐鹏飞张英才梁为民河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 洛阳理工学院土木工程系河南洛阳471023

以能量理论、数值计算结果和现场振动测试结果为基础结合大量工程实践对冷却塔高卸荷槽复式切口爆破技术的控制振动机理进行了综合分析。高卸荷槽复式切口能有效调控塔体应力状态,增大塔体倒塌过程中的解体程度和速度,降低塔体塌落触地... 详细信息

以能量理论、数值计算结果和现场振动测试结果为基础结合大量工程实践对冷却塔高卸荷槽复式切口爆破技术的控制振动机理进行了综合分析。高卸荷槽复式切口能有效调控塔体应力状态,增大塔体倒塌过程中的解体程度和速度,降低塔体塌落触地动能,同时增大塔体触地冲击过程中促使冲击结构进一步解体的能量,并降低碰撞后转化为波动的能量,而且能改变塔体倒塌触地冲击形式和冲击过程,分散塔体触地冲击能量,延长塔体倒塌触地冲击时间,减小塔体触地冲击强度。

关键词：冷却塔控制爆破高卸荷槽复式切口控制振动机理

富水暗挖隧道近接既有盾构区间控制爆破与降水施工变形控制技术

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科技与创新 2022年第8期 176-180,F0003页

作者：王振华中铁三局集团广东建设工程有限公司广东广州510000

针对广州轨道交通13号线盾构井暗挖区间近接既有盾构区间施工中,地下水丰富区域开挖后地层易沉降变形、暗挖区间近接既有盾构区间控制爆破振动要求高等施工控制难题,为确保施工及既有盾构区间结构安全,通过研究采用优化大断面暗挖区间... 详细信息

针对广州轨道交通13号线盾构井暗挖区间近接既有盾构区间施工中,地下水丰富区域开挖后地层易沉降变形、暗挖区间近接既有盾构区间控制爆破振动要求高等施工控制难题,为确保施工及既有盾构区间结构安全,通过研究采用优化大断面暗挖区间隧道分区开挖顺序、数码电子雷管减振控制爆破、地面降水+洞内引排组合降水等技术,减少了暗挖区间爆破振动对既有盾构的影响,降低了全风化碎屑岩大水域面积富水地层中降水施工对地表沉降影响程度,保证了施工安全。研究成果可为类似工况下地下工程施工提供借鉴和参考。

关键词：大断面隧道临近既有线控制爆破近距离

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大曲率非对称匝道桥爆破拆除

爆破器材 2021年第4期50卷 60-64页

作者：黄磊唐勇杨建军南京同大爆破工程有限公司江苏南京210007

为提高大曲率非对称匝道桥爆破拆除的成功率,针对大曲率非对称匝道桥的特点,以南京市汉中门匝道桥爆破拆除为工程实例,重点介绍了桥台预处理、预留0.5~1.5 m桥墩立柱、修筑1.5~2.5 m沙袋轮胎缓冲墙及重要管线上方铺设16 mm钢板等预处理... 详细信息

为提高大曲率非对称匝道桥爆破拆除的成功率,针对大曲率非对称匝道桥的特点,以南京市汉中门匝道桥爆破拆除为工程实例,重点介绍了桥台预处理、预留0.5~1.5 m桥墩立柱、修筑1.5~2.5 m沙袋轮胎缓冲墙及重要管线上方铺设16 mm钢板等预处理技术措施和防止滑移的保护措施。在此基础上,为控制桥体塌落过程的姿态,防止侧翻,桥墩起爆顺序选择50 ms及310 ms两个延期时间,再辅以直接防护、桥墩近距离防护和桥墩远距离防护等爆破飞石防护措施。结果表明,预处理及选择的爆破方案能使上部桥体平稳塌落,未出现侧翻及滑移,选择的飞石防护措施和地下管线保护措施安全有效。

关键词：大曲率非对称匝道桥爆破拆除控制爆破