復(fù)雜環(huán)境下隧道鉆爆施工降振試驗研究及控制.pdf

1、近幾年來，隨著我國城市交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，穿越城市的淺埋隧道工程越來越多，由于工程地質(zhì)條件的限制，很大一部分城市隧道仍需要采用鉆爆法施工。但是，由于城市地表建筑物眾多，環(huán)境復(fù)雜，隧道爆破開挖產(chǎn)生的振動效應(yīng)很可能危及到地表建筑物的安全，從而使得爆破施工難度增大。為此，研究爆破振動波在地表的傳播特征及衰減規(guī)律，進(jìn)而控制爆破災(zāi)害，處理好爆破振動控制和工程效率之間的矛盾，是爆破施工的關(guān)鍵因素之一。
　　本文以大連市南山隧道為工程背景，針對工

2、程下穿地表房屋以及人防工事，環(huán)境復(fù)雜，部分房屋抗震等級較低，對爆破振動控制要求嚴(yán)格的特點，通過普通雷管和電子雷管起爆爆破對比試驗，確定電子雷管爆破降振技術(shù)，并大規(guī)模采用電子雷管進(jìn)行爆破開挖，保證隧道安全快速通過地表房屋區(qū)段。通過大量爆破振動試驗，并對爆破施工過程進(jìn)行了實時監(jiān)測，獲得了大量現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，為論文的研究奠定了實踐基礎(chǔ)。將監(jiān)測采集到的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并結(jié)合小波變換技術(shù)研究爆破振動波頻譜特性，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:

3、　　(1)通過普通毫秒雷管爆破降振試驗發(fā)現(xiàn):①全斷面法微差爆破開挖效率最高，產(chǎn)生的振動最大;上下臺階法微差爆破開挖效率此之，振動相應(yīng)減小;上臺階分部微差爆破效率最低，振動最小;②爆破開挖的最大振速絕大部分出現(xiàn)在掏槽孔，控制掏槽孔藥量為爆破降振的關(guān)鍵因素。
　　(2)通過電子雷管爆破降振試驗發(fā)現(xiàn):①電子雷管延時精確，延期時間長，可以實現(xiàn)隧道單孔連續(xù)起爆爆破，其最大一段的裝藥量是某一個孔內(nèi)的裝藥量，極大地降低了掏槽孔藥量，因此，極大地

4、降低了爆破振動;②與普通毫秒雷管微差爆破對比，電子雷管在爆破進(jìn)尺增加25％情況下，爆破振動可以降低40％以上。不僅降低了振速，而且改善了爆破塊度，還保證了施工進(jìn)度。③最終確定了電子雷管上下臺階微差爆破的開挖方法。
　　(3)爆破震波動傳播規(guī)律及波形分析:①利用最小二乘法對掌子面上方地表振速進(jìn)行回歸分析，得到南山隧道爆破作業(yè)區(qū)段內(nèi)的爆破振動波傳播衰減規(guī)律:V=113.64x-1.341;②當(dāng)最大段藥量一定時，在平整地形下，爆破振動波

5、峰值振速隨爆源比例距離的增加按指數(shù)規(guī)律增加，但隨著爆心距的增加而逐漸減小，距離爆源越近地震波衰減越快，距離爆源越遠(yuǎn)地震波衰減越慢;③提出了施工過程中最大段藥量的計算公式，并在不同允許峰值振速條件下，擬合了爆心距與單段最大裝藥量的關(guān)系。④利用小波分析得到振動信號頻帶能量分布圖，發(fā)現(xiàn)微差爆破振動信號的頻帶能量大部分分布在30Hz～70Hz的主震頻域范圍之內(nèi)。分析原始信號邊際譜圖，發(fā)現(xiàn)掏槽孔爆破引起的低頻振動能量最大，高頻部分占得比重很小。<