城市隧道爆破震动影响因素的重要度研究

爆破震动对建(构)筑物会产生不同程度的影响,有效降低爆破震动的有害效应是控制爆破震动的首要问题。本研究对影响爆破震动强度的相关因素进行分类,采用灰色关联分析方法,以青岛市两地铁工程部分实测数据为样本,结合MATLAB程序编程计算,得到应优先选择的控制因素按重要度从大到小依次为:自由面数目、段最小间隔时间、总药量、地形地质条件、雷管段数、孔网参数、爆破持续时间、单段最大起爆药量、起爆方向。     

单段爆破震动的动态响应分析

利用反应谱理论对单段爆破的地震效应进行研究。根据单自由度体系反应谱理论,采用计算量少、精确度高的三角插值解析公式法取代常用的分段线性插值法进行反应谱数值计算;结合工程爆破地震实测资料,对不同爆炸参量下产生的单段爆破震动信号进行反应谱分析,探讨爆炸参量对爆破震动反应谱的影响。研究结果表明,单段爆破产生的震动其频率成分相对简单;单段爆破震动的动态响应特征与爆炸参量有着密切的关系,特别是最大段药量对其影响最大。该方法可用于研究爆破地震效应特别是爆破震动危害控制和预测。     

煤矿深孔爆破地震波传播规律与能量分析

通过现场爆破振动监测,获得了煤矿综采面硬岩段深孔松动爆破地震波的衰减规律;采用sym5小波基对典型振动信号进行分解,研究爆破地震波的能量分布特征。结果表明:深孔松动爆破振动的持续时间为150 ms左右,振动速度三方向分量中径向分量最大;主振频率分布在40~60 Hz,能量主要集中在30~65 Hz的频带范围,存在强烈爆破振动造成岩石崩落对管线设备造成危害的可能。根据衰减规律,得到深孔爆破的单段最大允许药量,提出施工时控制单段最大药量和加强爆破炮孔周围防护,保证了施工安全。     

地铁隧道下穿砖混结构建筑物爆破振动控制

武汉地铁27号线纸地区间段为暗挖隧道,下穿3层砖混结构建筑物,埋深为16～26m。为了使地铁隧道安全地下穿砖混结构建筑物,通过减小最大单段药量、多分段和增加上下台阶的距离来优化爆破方案。将监测点沿着径向布置在地表,对爆破方案优化前与优化后测点所测的振动峰值速度和频率进行对比分析。结果表明:优化后的爆破振动峰值速度显著降低,频率明显增大,使建筑物更为安全;爆破方案优化后,当工作面位于建筑物外墙正下方时,振动峰值速度最大;从工作面后方到工作面前方,地表质点振动峰值速度先增大后减小,空洞效应和应力波的绕射现象明显,为类似工程的修建提供参考。     

掏槽药量与起爆时差的关系对隧道爆破合成振速的影响

爆破参数如爆破安全药量、起爆时差等计算的准确性对城市隧道低振速控制爆破至关重要,在逐孔微差爆破振动叠加情况下其计算十分复杂和困难.以南方某城市隧道工程为背景研究上述问题的解决方法:实测各段雷管样本起爆延时范围;进行现场单孔单自由面爆破实验获得不同药量-时间振动曲线;再利用MATLAB程序,根据每段不同延时范围,将两单孔曲线按相邻段起爆的多个微差间隔进行不同振动叠加,选择其中最大振速的合成曲线与单孔振动曲线按下一相邻孔的微差间隔进行新的振动合成,最终得到8孔微差掏槽爆破后的累积叠加曲线.以此与现场实测振动曲线比较,发现第二临空面形成时间在起爆70ms以内;爆破药量设计以起爆70ms前的微差爆破合成振速为依据,确定了安全药量计算方法,在试验隧道控制振速1.0cm/s条件下安全药量为1.0kg,现场监测表明全部爆破振速均在要求指标之内.     

复杂环境下路堑开挖中控制爆破技术的应用

结合渝怀铁路建设工程实例介绍了控制爆破技术在复杂环境下路堑开挖中的应用。运用控制爆破理论与现场试爆相结合确定爆破参数,通过选用合理的最小抵抗线方向和炮孔堵塞长度及采取孔口叠压沙袋等措施,控制爆破飞石的方向、数量及距离：通过优化爆破参数、装药结构和采用孔内孔外延期非电微差起爆技术,严格控制最大一段起爆药量和降低爆破震动;用边坡光面爆破技术使坡面达到平顺、整齐及无浮石,从而实现了路堑爆破开挖的安全、快速施工。     

邻近埋地天然气管道桥梁桩井爆破振动的高程效应

通过对张家口到石家庄高速公路桥梁桩井爆破振动实测数据的分析和比较,发现当爆源与监测点之间存在高程差时,萨道夫斯基公式预测值和高程修正公式预测值与实测值都吻合较好,但高程修正公式预测值更接近实测数据。用萨道夫斯基公式反推得到的药量公式预测爆破最大单段药量,达到把爆破振动速度控制在一定范围内的目的。     

重庆市菜园坝长江大桥工程南城隧道控制爆破设计

目前国内外对爆破振动控制主要是从控制质点振动速度不超过环境要求为标准,而本城市浅埋隧道是以质点振动的振幅作为控制爆破安全判断为依据的,经过对影响振动振幅的微差、布眼方式、干扰孔、陶槽、单段最大药量靠等的研究确定最佳爆破参数进行设计.     

爆破振动特征参量的BP小波预测

以福建泉州南惠高速公路NH5标段路基爆破开挖工程为实例,运用人工神经网络原理,以孔径、孔深、孔距、排距、最大单孔药量、单段最大药量、总药量和爆源距离作为影响爆破振动的主要因素,建立BP小波神经网络模型.对质点的水平径向、水平切向、垂直方向等3个方向分别预测其爆破振动速度峰值及频率,并将预测结果与BP神经网络、支持向量机的预测结果进行对比.实验结果表明:BP小波神经网络的爆破振动速度峰值-频率模型预测收敛快、精度高,优于标准BP网络和支持向量机模型,其结果更加符合国家标准GB 6722-2003《爆破安全规程》的评价要求.     

某露天采场爆破震动特性及减震技术研究

为解决某露天采场高陡边坡受生产爆破震动的影响，根据该采场的岩石性质和爆破规模，对采场进行了爆破振动测试，得出了该区域爆破地震波的传播特性，揭示了该矿区的爆破振动速度与药量和测点位置的关系，爆破振动速度随相对高程的增大而存在放大效应，放大系数的变化率随高程的增加而减小；通过控制段起爆最大药量，采用时差干扰降震技术较好地解决了生产规模与震动安全控制问题；现场试验表明，该矿的最佳段差时间为15ms，平均降震率达到23.6%。     

逐孔起爆技术在露天煤矿深孔爆破中的应用

为研究逐孔起爆技术在露天煤矿深孔爆破中的应用,以神华北电胜利露天矿为研究对象,在理论分析的基础上,设计出合理的爆破方案,得出具体爆破参数.利用Ansys对逐孔起爆过程进行数值模拟,分析逐孔起爆作用原理;对神华北电胜利露天矿的爆破方案进行数值模拟,验证爆破方案的合理性;分析不同堵塞长度下,岩石所受应力的变化,分析得到使爆破效果更好的堵塞长度.     

地铁隧道钻爆法施工中敏感区间及安全药量确定

为了加强隧道钻爆开挖过程中对周边建筑结构的保护,基于统计学的原理,建立了t分布药量优化式,同时,建立了敏感区间计算模型.基于贵阳地铁2号线钻爆开挖工程实践,以比例药量为变量,研究了t分布优化药量随比例药量的变化规律,并且对爆源向前移动过程中的药量控制进行了研究.结果表明:传统的安全药量预测式的置信概率只有50%,基于t分布药量优化式的置信概率可以达到99%.t分布药量优化式可以增加对周边建筑结构的保护程度.当比例药量0<λ≤0.053时,临界药量的渐近线趋近于0,无法指导爆破施工.当比例药量λ>0.053时,垂直向振动速度最大,可用优化药量指导爆破施工.在隧道开挖方向线上,安全控制药量是一个逐渐减小-达到最小值-加快增大的过程,当爆源开挖至敏感区间范围时,要及时调整爆破施工方案,加强对周边建筑的保护.      

台山核电站取水明渠爆破振动监测与分析

针对台山核电厂一期工程取水明渠工程段陆上爆破挖岩对取水闸门的影响,根据实际开挖中的爆破振动监测数据,分析了取水闸门爆破振动特性,指出就所测数据而言,在垂直方向爆破振动速度峰值一般具有大于水平径向、水平切向的特点。回归分析了取水闸门地面质点振动速度在水平径向、水平切向和垂直方向的传播衰减规律,提出了为保证建筑物安全而控制不同爆心距下的单段最大段药量,对取水闸门上的实测爆破振动信号进行频谱分析,可知爆破地震波的主振频率主要集中在10~50 Hz,高于取水闸门自振频率5.26 Hz,一般不会产生较大的共振效应。研究对于以后爆破设计、施工有一定的参考意义。     

炮孔装药分段爆破的模型试验研究

同等药量、不同起爆方式的单孔爆破漏斗模型试验研究证明:炮孔装药采用分段微差爆破可增大爆破体积,提高破岩深度、改善破碎块度。本文初步探讨了孔内装药分段爆破一些主要参数的设计方法。     

小净距隧道爆破振动监测与分析

以重庆寸滩小净距隧道开挖为工程依托,在隧道施工爆破过程中对邻近隧道进行爆破振动监测.应用萨道夫斯基经验公式对现场监控量测数据进行回归分析,确定爆破应力波在泥质砂岩中的传播衰减规律,控制不同间距情况下的最大段起爆药量,指导后续施工过程,保证邻近隧道振动速度控制在安全范围内.其研究对指导隧道工程施工爆破和保证安全起到了重要作用.     

基于落石计算的危岩拦石土坝设计方法

结合黄石板岩山危岩体防治工程,根据现场地形地貌,为拦截落石和危岩削方爆破飞石,提出以拦石坝为主的三级防护布置方案.以落石和爆破飞石的运动特征为基础,探讨基于落石和爆破飞石计算的拦石土坝设计计算方法.首先计算落石爬坡高度,并以此为依据确定土坝高度,根据能量守恒定律计算土坝平均宽度,从而确定土坝的结构和尺寸.进而对土坝的抗落石冲击力、抗滑移和抗倾覆稳定性进行验算,同时对斜坡在施工和坝体砌筑加载情况下的稳定性进行了验算.     

敏感设施周围土石方爆破技术

该工程爆破区域周围有重要的敏感设施,在该敏感设施周围进行路基开挖爆破,采取了调整炮孔装药结构、选用低爆速低威力炸药、微差起爆控制单响药量等技术措施,有效降低了爆破振动,保证了爆破效果。     

隧道爆破地震波作用下砌体建筑物振动响应分析

为研究隧道爆破地震波作用下砌体建筑物的振动响应,以青岛地铁3号线下穿某砌体建筑物爆破施工为背景,通过现场爆破振动监测和有限元数值模拟,对砌体结构的爆破振动速度和主振频率随楼层的变化规律进行研究。结合数值计算,进一步分析隧道埋深、单段最大装药量,装药结构等不同因素下砌体建筑物的振动响应。分析表明:在隧道爆破地震波作用下砌体结构在垂直方向的振动响应强度明显大于水平方向,并且存在一定的高程放大效应,在爆破施工时应加强对砌体结构顶层的防护;隧道下穿砌体建筑物施工时,爆破地震波的主频率主要集中在10～60 Hz内,建筑物自振频率则大多为3.0～3.5 Hz,该砌体建筑物与爆破地震波较难发生共振;砌体结构动力响应强度随着不耦合系数的增加而逐渐降低,随单段最大装药量增加近似呈线性关系,改变装药结构及控制单段最大装药量是控制爆破振动的有效措施;爆破振动速度对隧道的埋深响应敏感,在数值上出现数量级的变化。通过对多层砌体结构振动响应分析,有利于不断提高与完善现有的爆破技术与减振措施。     

竖井爆破控制技术

结合青岛地铁2号线竖井施工,针对竖井施工中控制震动和爆破飞石的重要性,提出爆破过程中应该采取的相应措施,即通过控制单位耗药量、单孔药量、选取合理的孔网参数及起爆网路,并通过一定的防护措施有效控制爆破有害效应。按以上措施进行竖井爆破,并用TC-4850爆破测振仪在地表进行了监测,将振速控制在1cm/s以内,与此同时,爆破飞石也得到了有效控制。     

工程爆破虚拟仿真实验教学资源建设

高校开展工程爆破实验教学本身存在局限性,爆破危险品难以申购、实验环境安全标准严苛、实验操作危险性高且可重复性低等问题无法妥善解决。该文以中国矿业大学（北京）工程爆破实验课程为例,论述了建设虚拟仿真实验资源的必要性,介绍了工程爆破虚拟仿真实验教学平台以及实验资源建设的设计思路与过程。为最大程度还原真实场景,研发团队多次前往炸药工厂实地拍摄取材,结合理论课程内容,正确引导学生开展炸药爆速测试、猛度测试、起爆网络连接设计以及炮孔布设方案等实验内容,努力探索线上线下教学相结合的个性化、智能化实验教学新模式。