小间距隧道爆破动力特性试验研究
小净距隧道爆破振动对邻近隧道影响测试研究
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌＳ ｕ ｙ ｏ ａ ｔｎ ｂ ａ ｉ ｎ Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｔ ｄ ｎ Ｂｌ ｓ ｉ ｇ Ｖｉ ｒ ｔｏ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌ ｎ ａ ｂ ｎ ｅｓ ｗｉｈ Ｓ ａ ｌＩ ｔ ｒ ａ ｅ ｒ ｙ Ｔｕ ｎ ｌ ｔ ｍ ｌ ｎ ｅ ｖ ｌ
第２ ７卷
第 ２期
爆
破
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ２ １２ ．
２１ ０ ０年 ６月
ＢＬ ＴＩ ＡＳ ＮＧ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．００
Ｄ Ｉ１ ． ９ ３ ｊｉ ｎ １０ － ８ Ｘ ２ １ ． ２ ０ ０ Ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ １ ４ ７ ． ０ ０ ０ ． １ ｓ
小 净 距 隧道 爆 破振 动 对 邻 近 隧道 影 响测试 研 究 水
Ｍｉ ｓ ｙｏ ｄ ｃｔ ｎ Ｗｕ ａ ３ ０ ４，ｈｎ ） ｎ ｔ ｆ ｕ ａ ｏ ， ｈｎ４ ０ ７ Ｃ ｉａ ｉｒ Ｅ ｉ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｆ ｒｒｓ ａｃ ｉｇｔｅｉｆｕ ｎ ｅｌｗ ｏ ｅｂａｔ ｇｖｂａｉｎｏ ｅｒｃ ｉａｓａｏ ｎ ｅｗｏｋｎ ｃ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｅ ｅｒｈｎ ｌｅ ｃ ａ ｆｈ ｌｓ ｎ ｉｒｔ ｎｔ ｏｋｐｌ ｒ ｕ ｄｔ ｒｉｇｆ ｅ ｈ ｎ ｔ ｉ ｏ ｈ ｌ ｒ ｈ ａ
ｉ ｕ ｎ ｌｗ ｔ ｍａｌｉｔ ｒ ａ ，ｈ ｉｒ ｔ ｎ ｒ ｓ ｏ ｓ ｎ ｃ ｕ ｌ ｔ ｅ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｅ ｒｃ ｉ ａ ｓｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅｔ ｎ ｅｓ ｎ ｔｎ ｅ ｉ ｓ ｌ ｎ ｅ ｖ ｌ ｔ ｅ ｖｂ ａ ｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｃ ｍｕ ａｉ ａ ｇ ｆ ｈ ｏ ｋ ｐ ｌ ｒ ｅ ｗ ｅ ｕ ｎ ｌ ｈ ｏ ｖ ｔ ｌ ｈ
Ｃ Ｅ Ｌａ ￣ｎ， Ｈ பைடு நூலகம் ｉｎ ｉ
小净距隧道爆破施工振速规律探究
小净距隧道爆破施工振速规律探究1 引言随着高速公路的发展，双洞隧道在选择线路时受到地质条件限制，致使两相邻隧道无法保证最小净距的要求，因此小净距隧道应运而生。
由于围岩的性质一般不均一，故在隧道施工中很难选用隧道全断面掘进机TBM（Tunnel boring machine）或者盾构法，而较多采用钻爆法施工。
在隧道爆破开挖的过程中，爆破产生的地震波对相邻隧道施工相互影响的问题越来越严重，当振动波速度幅值较大时可能对小净距隧道先行洞围岩造成一定破坏，影响隧道的安全施工。
因此对小净距隧道爆破施工过程中，隧洞不同位置爆破振动速度规律的探究是隧道施工中一个重要研究课题。
截至目前，已有许多学者对隧道爆破进行了研究。
王明年［1］等应用现场监测和数值分析两种方法对开挖爆破产生的地震波对既有隧道衬砌结构的安全和稳定进行了分析研究。
赵东平［2］等以小净距交叉隧道为例，发现当新建隧道在距离隧道交叉点10 m以外位置以全断面法爆破施工时，下方既有公路隧道仅受到较小的影响；当其在距离交叉点10 m以内位置以全断面法爆破施工时，既有公路隧道二次衬砌振动速度超标，而采用台阶法爆破施工时，新建隧道可安全通过。
龚建伍［3］等以福州国际机场高速公路鹤上三车道小净距隧道为依托工程，通过监测岩柱振动速度大小，研究爆破振动速度分布规律。
申玉生［4］等结合襄胡二线新刘家沟隧道实际工程，通过对既有花果山隧道的四次爆破振动测试分析及一次爆破验证，说明爆破振动的参数设计是合理的，质点的振动速度能够客观反映现场的地质状况和衰减规律，新建隧道施工爆破对爆心距最小的左边墙影响最大。
蔚立元［5］等通过数值模拟得出爆破施工对海底隧道岩石覆盖层的影响范围在15 m之内的结论；施工洞和服务洞的围岩振动影响较大，且爆破工作面前方的爆破振动强度大于后方，在其影响范围内应注意加强监控量测并推迟二次衬砌的施作。
罗忆［6］对爆破地震波作用下岩体中波的传播问题和边坡动力响应问题的不同破坏机理加以区分，在爆破振动安全判据中对振动频率和持续时间的影响加以考虑。
小净距隧道爆破振动影响分析及工程应用研究
小净距隧道爆破振动影响分析及工程应用研究摘要：小净距隧道是隧道和地下工程项目是一种在环境较为复杂的条件下进行施工的新型的隧道建筑模式，由于其是一种新技术，所以目前从设计到施工方法都不是很完善，还有许多的问题需要慢慢的进行研究和改善。
特别是采用爆破方法时，爆破震动的双洞会相互影响。
不管是影响第一个孔爆破洞对后面洞爆破施工的影响，还是第一次启动孔爆破同时得相互影响，如爆破振动控制不当，围岩和衬砌可能会受到一定的损害，导致安全隐患，危及建设和运营的安全。
研究小净距隧道爆破振动的主要问题是爆破荷载的量化问题，可以说目前对于这方面的研究方法和实践经验虽然是相对较多的，但是小净距隧道爆破振动具有一定的复杂性和瞬时性，所以对隧道爆破时间曲线的测定和计算爆破振动效应还有待进一步深入研究。
关键词：小净距隧道；爆破振动影响；分析；工程应用；研究1 前言随着我国经济的不断发展和城市化进程的加快，现有的道路交通远远不能满足日益增长的交通需求。
随着全国各城市交通的不断完善和交通网络需求的不断提高，交通网络建设的需求也在迅速增加，以满足城市之间的沟通。
在隧道施工过程中不可避免地会出现山体滑坡，尤其是在我国西南、西北部分山区，以及在山区隧道的施工，是作为交通线路不可缺少的重要组成部分。
在我国公路隧道建设初期，由于隧道数量相对较少，而且经济状况也不是很好，更重要的是我们还缺乏完善的隧道施工技术。
现在随着交通量的增加，中国隧道工程逐年增加。
与早期隧道施工相比，现代隧道掘进的选择越来越受到土地、环境等各种条件的制约。
特别是现代城市的各种管道、道路和其他建筑都很复杂。
为了考虑到邻近建筑的影响，线路规划变得越来越难。
因此，为了适应这种情况的需要，新隧道与隧道之间的距离往往越来越小，从而产生了新的隧道结构形式：小净距隧道。
由于其独特的优势和适应性，小净距隧道在高等级公路隧道施工中越来越受隧道设计者的欢迎。
2 小净距隧道爆破振动影响分析小净距隧道是一种新型的隧道结构，小净距隧道受到地形条件的影响不是很大，以及整体电路线路的影响，和拱隧道施工相比较，其工艺简单、容易进行防水处理，容易控制成本，使用的工程实例也越来越多。
小间距隧道爆破开挖动力效应数值模拟研究
区以内 ， 合理确定 已有洞室二次衬砌施作 时间的重要性 ， 并给 出了爆 破施工对 已有洞室稳 定性 影响较 大的关
键 开 挖 位 置 。研 究 表 明 ， 破 动 载 荷 对 小 间距 隧道 围岩 稳 定 性 的 影 响 主 要 表 现 为 爆 炸 应 力 波 造 成 围岩 临空 面 爆 的 反 射 拉 伸 破 坏 ， 坏 较严 重 的 是 已 有 洞 室 的 迎爆 墙 、 脚 、 顶 等 部 位 。所 得 结 论 对 小 间距 隧 道 爆 破 施 工 有 破 拱 拱
应分 析［ ， 近距侧 爆情 况 下 马蹄 形 隧道 动态 响应特点 分析研 究 ［ ， 炸 荷载 作用 下岩 溶 区隧道 围岩 变 ３对 ］ ．爆 ］
形分 析［等 ， ５ 另外 ， 对控 制爆 破下 的爆 破荷 载计算 模式 、 多孔爆 破 荷载 的计算 ［ 、 周裂缝 及 不连 续结 构 ６孔 ］ 面 的考虑【 ７ 等均进 行 了许多 有 意义 的研究 工作 ， 并取 得 了 一些 有应 用 价 值 的研 究 成 果 。尽 管 如此 ， 对
一
定的参考价值 。 关 键 词 ： 炸 力 学 ； 破 施 工 ； 力 分析 ； 路 隧 道 ； 间距 爆 爆 动 公 小 中 圈 分 类 号 ： ８ ；Ｔ ２ ５ ０３ ３ Ｄ ３ 国 标 学 科 代 码 ： ３ ３ ２ １０・ ５０ 文 献 标 志 码 ：Ａ
１ 引 言
爆破 开挖 施工 方法 是 隧道 工程施 工普 遍采 用 的方法 ， 岩 土等 工程 施 工 中得 到 了广泛 应 用 。随 着 在 经济 的发展 和环保 意识 的增 强 ，生态 路 环保 路” “ 等新 理 念的 出现 ， 间距 隧道 、 小 铁路 复线 隧道 、 城市 双
线 隧道 的建设 工程 不 断启 动 。由于 小间距 隧道 及复线 隧道 一般 间距较 小 ， 因此对 施 工技术 ， 别是爆 破 特 开挖施 工技 术有较 高 的要求 。爆 破施 工方 法及 机理 已有 大量 的研 究成 果［ ］ 而且 因爆破 对 工程 结构 产 １ ， 生 的动力效 应分 析也有 一定 的研 究 ， 如根 据监 测资料 和数值 方法 ， 对某 大型 既有 隧道 及 围岩爆破 动力 效
小净距隧道隧道振动数值模拟研究
小净距隧道隧道振动数值模拟研究摘要：本文根据现场施工经验，分析了爆破震动对既有洞室的影响因素，并应用动态有限元程序，建立了简化模型，模拟研究了洞室的应力场和速度场特点，并结合现场测试数据，对结果进行了比较验证。
关键词：小净距隧道既有洞室数值模拟地下工程1、引言随着我国交通业的快速发展，大量高速公路隧道需要扩建，一些分离式隧道在扩建时需扩建成四线隧道。
由于受地形和环境等因素的影响，扩建隧道与既有隧道的净间距较小，在采用钻爆法施工时，新建隧道爆破可能引起临近既有隧道围岩和衬砌的损伤。
因此，爆破开挖震动对既有洞室的影响也成为一个倍受注目的课题[1-6]。
为了模拟泉厦高速公路扩建工程中苏厝、山头等隧道爆破施工对相邻既有隧道的影响，本文基于动态有限元程序，采用空间三维模型，8节点SOLID-164的实体单元，来模拟新建隧道对临近既有隧道的影响（见图1）。
图1 数值模拟三维图2、计算参数的选取炸药在介质中的爆炸是一个动力学问题,其解法往往求助于数值分析方法。
与有限差分法相比,有限元法最明显的优点是离散网格的划分比较灵活,并可采用不同类型的单元。
爆破振动模拟属于高应变率或涉及应力波传播问题的计算,因此采用二维非线性显式有限元程序进行模拟。
程序是以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler算法。
隧道埋深30m，模型取70×120m；隧道断面为马蹄形，跨度为11.73m，对模型进行空间离散划分，共得到236160个单元。
对炸药单元赋予JWL状态方程，并选用ALE算法。
岩石采用粘弹性材料MAT_VISCOELASTIC，以模拟地震波传播过程中岩石的粘性对地震波的衰减作用。
其默认的屈服准则是MISES屈服准则，岩石采用Lagrange算法，参数见表1。
表1 材料参数表高能炸药材料岩石介质密度1310 kg/m3 密度2640 kg/m3爆速5500 m/s 弹模15 GPaA 214.4 GPa 泊松比0.23B 0.182 GPa 屈服应力0.6 MPaR1 4.2 剪切模量12 GPaR2 0.9 衰减系数0.5PCJ 3.61 GPaE0 4.192 GPa3、边界条件及时间步长计算模型的界面影响是爆破地震波数值模拟中很重要的部分。
武隆小净距隧道掘进控制爆破技术
Ｋ ｅ ｒ ： ｂａｔ ｇｖｂａｉｎ ｙ ｗｏ ｄｓ ｌ ｉ ｉｒｔ ；ｗａｅｄ ｔｃｉｇ；ｃｎｒｌ ｌｓｉｇ ｓ ｎ ｏ ｖ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｔ ａｔ ；Ｗｕｏ ｇｔｎ ｅ ；ｓ ｌ ｉｔｒａ ｏｂ ｎ ｌｎ ｎ ｌ ｍａｌ ｎｅｖ ｕ ｌ
ｔｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｌｒｅ ｖ ｒ ｒａ ｄ ｔｅ ｓ ｒｏ ｎ ｉｇ ｒｃ ｉｔ ｒ ａ ｃ ， ｈ ｃ ｓ ｕ￣ ｈ ｔ ｉ ｔ ｆｓ ｒ ｕ ｄｎ ｏ ｋ ａ ｓ ａ ｇ ｒｏ ｅｂ ｅ ｋ ａ ｈ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ ｄ ｓ ｂ ｎ ｅ ｗ ｉｈ ａ ｓ ｌ ｓ ｔｅ ｓ ｌ ｙ ｏ ｕ ｒ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ． ｈ ｎ ｕ ｂ ａ ｉ ｏ
Ｔ ｅ ｍｏ ｉ ｒｄ ｒ ｓ ｈ ｎ ｃ ｅｏ ｔｒ ａ ｄ ｓａ ｃ ｆ ｈ ｎ ｔ ｅ ｅ ｕ ｓｉ ａ ｆ ｎｅ ｖ ｉｔｎ ｅｏ ｏ ｓ ｉ ｌ ７～１ ａ ｄ４ ～７ ｍ ｈ ｗｓｔａ ｈ ＰＶ ｏ ｅ ｆ ｎ ｕ ｎ ｌ ｌ ２ ｍ ｎ ｓ ｏ ｔ ｅ Ｐ ｆｔ ｏ ｔ ｎ ｅ ｌ ｈ ｔ ｈ ｒ ｔ ｗａ ｃｏ ｅ ｔ ｈ ｏ ｋ ｆ ｃ ｆ ｈ ａ ｋ ｔ ｎ ｅ ｒ ６ ７ ｎ ／ ｎ ２ ０ ｃ ｓ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ｙ ｗ ｉｈ ａ ｒｅ ｉ ｅ Ｓ ｆ ｔ ｌｓ ｏ ｔ ｅ ｗ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ ｂ ｃ ｕ ｎ ｌａ ｅ １ ． ５ ｃ ｖ ｓ ａ ｄ １ ． ７ ｍ／ ｅ ｐ ｃｉ ｌ ， ｈ ｃ ｇ ｅ ｓ ｗ ｔ ｔ ａｅｙ ｔ ｖ ｈｈ Ｒ ｇ ｌ ｔ ｎ ｏ ｌｓｉ ｇ ｅ ｕ ａｉ ｓ ｆｒＢ ａ ｔ ． ｏ ｎ
标准。
关键 词 ： 爆 破 振 动 ； 声 波探 测 ； 控 制 爆 破 ； 武 隆 隧 道 ； 小 净 距 中 图分 类 号 ： Ｔ ２５ ３ Ｄ ３ ．７ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １０ — ８ Ｘ（０ ０ ０ — ０４— ４ ０ １ ４７ ２ １ ） １ ０４ ０
小净距隧道掘进控制爆破技术研究
３ ｍ 隧道 衬 砌 内 轮 廓 按 建 筑 限 界 高 ０
５０ 宽 １ ．ｍ． 采用 三 ， 曲墙 半 圆 ． ｍ． ０５ 拟 ｔ圆 Ｌ 拱 ，边 墙 半 径 Ｒ＝ ．ｍ．拱 部 半 径 Ｒ＝ ８８ ５６ｎ 隧道 净 高 ７０ ｍ， 宽 １．９ 截 ． ， ｒ ． ０ 净 ０７ ｍ， 面净 面积 为 ６ ．５ ２ ４２ ｍ 。隧道 围岩 以Ⅲ 、 Ⅳ
进 度 ．往 往 要 求 加 大 一 次 起 爆 的 药 量
因此 ． 降低 振 动 的影 响 与保 证 隧道 施 Ｔ
进度 是 一对 矛 盾关 系 ． 目前 一 般 采 用 微 差 爆 破 技 术 来 解 决 此 矛 盾 采 用 微 差 爆
比 连拱 隧 道具 有 造 价低 、 工快 、 械 施 机 化 程 序 高 的特 点 ． 比分离 式 隧 道具 有 相 占地 小 ． 布线 灵 活 的特 点 。 目前小 净 距 隧道 在 施 工 中的难 点 ． 主要 需 要 考 虑如 何 控 制后 掘 隧 道 的 爆 破 振 动 对 先 掘 隧
和 Ｖ 级 三 种 围 岩 为 主
距 ． 直 接采 用 连拱 隧 道 。但 由于连 拱 或 隧道 的 工程 造 价 、 工 周期 和施 工难 度 施 均 ｝ 分 离 式 隧 道 大 的 多 ． 此 ． 种 界 － 匕 为 一 于 边 拱 隧 道 与 分 离 式 隧 道 之 间 的 新 型 隧 道 结 构 形 式— — 小 净 距 隧 道 越 来 越
破 引起 的振动 由于各 段爆 破 的振 动波
因 而 根 据 波 的 叠 加 理 论 ． 以 通 过 调 节 可
制 在 ３ ～ ０ 之 间 ：② 要控 制 中夹 岩柱 作用 于 同一 测 点 时存 在 一定 的 相位 差 ． ０ ５ｍ
高速公路扩建工程中小净距隧道爆破震动观测与分析
图 １ 各 隧 道 关 系 图
２ 监测 方 式 及 测点 布 置
测 点 位 置
表 ２ 同一 断 面不 同位 置 的质 点 振 动 速度
质 点 振 动 速 度 峰值 （ｍｓ ｃ ／） 主振频率（ ） Ｈｚ
根据 爆 破 震 动 监测 目的 要求 ， 用 三 种监 测 方 式 ： 采 （） 线 方 式 ： 离爆 源 较 近 的 既有 隧 道 内侧 沿 其 轴 向 等 １测 在 间距 布 置 ６个监 测 点 ， 隔 １ｍ 布 置 １ 测 点 ； 每 ０ 个 （） 点 断 面 布 置 方 式 ： 临 近 隧 道 的 一 个 断 面 上 布 ３个 ２测 在 点； （） 点最 近 距 离 布 置方 式 ： 次 爆 破 的最 大 质 点 振 动 速 ３测 本 度 实 时监 测 。 每个 测 点均 布 置 ３个速 度 传 感 器 （ 中 垂直 速 度 传 感器 １ 其 各
要研 究 课 题之 一 。 泉 厦 高速 公路 扩 建 工 程 中 ， 建 的具 体 方 案 是 在 原 两 洞之 扩
速度传感器 １ ， 个 水平 径 向 、 向速 度 传 感 器 各 １ ， 别 进 行 切 个 分 测 点 实 时监 测 ， 线 实 时监 测 和 全 断 面监 测 。 爆破 震 动 速 度 测 测 点 布 置具 体 情 况见 图 ２ 。
式所 得 出 的不 同 的观测 结 果 ， 点振 动速 度 峰值 最 人值 通 常 出现 在 同一 断 面 的腰 部 、 向方 向和 爆 心距 最 小位 置 发 生 处 ， 应主 频 分布 在 质 径 对 １７ ４ １ ｚ主 要集 中在 ２４ ｚ 右 。 论指 出， ３～ １Ｈ ， ７Ｈ 左 结 质点 振动 速度 峰 值 与对 应主 振频 率 与爆 破 方式 以及 爆 心距 密 切相 关 ， 破规 模 与爆 心距 对 爆
小间距平行隧道爆破震动加速度测试
小间距平行隧道爆破震动加速度测试l999年12月:生权等⑦小间距平行隧道爆破震动加速度测试阳生权中南工业大学0083)长沙铁道学院(长沙,410075)1)～,'V[摘要]文章针对某一小问距平行隧道开挖工程,通过现心测试手段,攫I试了麓工隧道爆破施工对与之平行的原有隧道周边爆破地震加速度情况,获得了走量加速度数据,为以后的小间距平行隧道的开挖施工提供了宝贵资料.[关键词]七里兰堑壁童墨壁楚蕉蓝崖f逐逦,溶, GroundVibrationAcceJeration1st intheBlastingofaSmallSpacingParallelTunnelY aagShertgquartZhongnanUniversityofIndustries(Chartgshat410083)UuBaochenChangshaRailwaylnstitute(Changsha,410075)[ABSTRACT]Inanexcavatingprojectofasmallspacingparalleltunnel,theground~,ibratlo n accelerationdataoftheexistedtunnelwhichisparalleltothatbeingconstructedweretestedby moderntestingmean:sandthesedatathusobtainedareofvaluableintheexcavationofsmallsp ac—ingparalleltunnelafterwords.[KEYWORDS]smallspacingparalleltup,neltgroundvibrationacceleration某公路隧道二期工程系大型公路隧道工程,原有膳道与施工隧道中心线间距为Z4.5 m,小于国家有关规定的尺寸,施工隧道位于试测^_度速,7..震破一爆..*B隧)行6,平C小,厶^n2爆破器材ExplosiveMaterials第28卷第6期yD—l加速度传感器阻抗匹配器GZ-2地震ML8IB采集仪图1加速度采集分析系统示意图原有隧道的南侧,并与原有隧道平行,其净径5.Om,全长约2000m.在隧道施工过程中,在对原有隧道围岩和顶板(通风道吊顶薄板) 进行爆破震动速度和应力测试的同时,也进行了震动加速度的监测和测试工作".'.测试工作共进行了24次爆破震动加速度测试,实测128台次,有效台次为109台次,施工围岩包括Ⅱ类,N类和v类3种岩类别,爆破施工方法有半断面爆破,上下台阶爆破和全断面爆破3种,其中半断面爆破9次,上下台阶爆破7次,全断面爆破8次.2测试仪器和剥试方法在该工程震动加速度监测中,我们选取了图l所示加速度采集分析系统.考虑测点布置方案时,为了与同时进行的速度和应力测试对应起来,测点布置断面往往选择在爆破施工断面或其前后25m内的断面,在同一断面上测点布置在原有隧道南蜊墙体上部(简祢墙上),墙体中部(简称墙中),墙体下部(简祢墙下)及顶板南侧中部(通风道吊顶靠近施工隧道一侧中部),每个测点布置径向和切向两个方向的传感器.同时,为了进行比较,有时也在原有隧道北侧墙体(墙上,墙中, 墙下)上布置测点,测点布置情况见图2.3测试结果及其分析采用半断面爆破施工时,原有隧道所测试径向加速度峰值为9.34m?s～7O.O2m?s一,切向加速度峰值为8.740m?s～打印机或磁盘记录J圣I2测点布置示意图1～6为加速度测点市置位置;1一测点径向;2一测点切向65.100m?s,主振频率为11】Hz～689Hz;采用上下台阶同时爆破施工时,原有隧道所测径向加速度峰值为4.90m?s～32.78m?s_.,切向加速度峰值为1O.65rtl?s～88.20m?s,主振频率为91Hz～526Hz;采用全断面爆破施工时,径向加速度峰值为31_76m?s～122.10m?s,切向加速度峰值为23.450m?s～l64.500m?s一,主振频率为156Hz～769Hz.上下台阶爆破与全断面爆破开挖都增加了一次爆破开挖断面,相对半台阶而言,减小了爆破夹制作用.加之,在上下台阶爆破开挖中上台阶和下台阶之间有25riis ～50ms的延时时差,减少了爆破震动波形叠加的可能性.因此在总的趋势上,上下台阶爆破震动所产生的加速度峰值要比半断面爆破和垒断面爆破震动所产生的加速度小一些.另外,全断面爆破的总药量和最大一段药t.'.J'L-l-…t111'1r…t(a)l999年12月小间距平行隧道爆破震动加速度测试用生权等LLh..'I.I._Jrwr…T''T(b)图3不同施工方法的典型加建度波形图(a)全断面爆破施工方法;(b)上下台阶爆破施工方法;(c)半断面爆破施工方法量都要比半台阶爆破所对应的药量大,全断面爆破震动所产生的加速度峰值也比半台阶爆破震动所产生的加速度峰值大.而三者所产生的震动加速度主振频率基本上在同～数值范围.表1上,下台阶同时爆破震动加速度图3为3种不同爆破施工方法测得的典表2半断面爆破震动加速度爆破器材ExplosiveMaterials第28卷第6期表3垒断面爆破震动加速度数据型加速度波形图.表1～表3所列为3种不同施工方式加速度监测结果的典型数据.4结论(1)最大加速度断面在爆破施工断面,这与速度监测结果一致.同一断面加速度峰值总的为势是,顶板加速度峰值要高于墙面加速度峰值,而且顶板加速度的主振频率高于墙面加速度的主振频率,这跟墙体与围岩接触较实以及墙体较厚而顶板较薄有关. (2)通过原有隧道南,北两侧墙体上的加速度监测结果比较,南侧墙体上的加速度峰值明显大于北侧墙体上的加速度峰值,在数量上两者相差2倍～8倍.这进一步说明,施工隧道爆破开挖对原有隧道所产生的震动影响主要是在隧道的南半部分墙体及围岩. (3)上下台阶爆破施工时,总的趋势是所产生的加速度幅值最低,并且其主振频率也最低;其次是全断面爆破施工;再次便是半断面爆破施工.从安全角度上讲,如果加速度峰值作为安全判据,那么在该工程隧道爆破施工中上下台阶爆破施工是一种最值得推荐的爆破施工方法,其次才是全断面爆破施工方法.(4)I一点的径向和切向加速度峰值进行比较可知,墙中加速度峰值径向大于切向的情况占68.2;顶板加速度峰值切向大于径向的情况占77.8.墙中径向和顶板切向均为水平疗向,因此,可以认为水平方向加速度峰值大于垂直方向加速度峰值,在进行加速度安全监测时应重点考虑水平方向加速度对结构可能造成的影响.(5)测试所得的波形资料表明,大部分波形的情况是:半断面爆破施工时同一条波形中各段波峰很明显,表明未产生波形叠加的现象;而上下台阶爆破施工和全断面爆破施工时,同一条波形中前一个波的波尾与后一个渡的波头相连,很可能产生了波形叠加现象.因此,如果条件允许,还可进一步增大毫秒延期导爆管段与段之间的延时时差,尽量避免波形叠加现象,以便降低爆破地震效应,同时爆破嫂果也能随之改善.参加该工程测试工作的还有高晓初,吴从师,周兰举等同志.在此,对他们的协助和支持表示感谢.参考文献1G.A.蛙林格.爆炸振动分析.北京:科学出版杜, 19752应怀樵.振动测试和分析.北京:中国铁道出板社,198l3棘桢样.地下工程试验和测试技术.北京:中国铁道出板杜,19844孙钧,候学滞.地下结构.北京:科学出版社,1988。
小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究的开题报告
小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究的开题报告题目：小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究一、选题背景近年来，因城市化进程加速，人们对交通出行的需求也不断增加，隧道在城市建设中得到了广泛应用。
而隧道施工环境往往极为恶劣，施工力学效应十分明显。
尤其对于小净距大断面的隧道，隧道的稳定性问题在施工过程中尤为突出。
因此，对于小净距大断面隧道施工过程中的力学特性及其长期稳定性进行研究，对于保障隧道施工的安全与顺利进行具有重要意义。
二、研究内容（1）小净距大断面隧道的力学特性分析，包括隧道地质、水文、温度等环境因素对隧道的影响，探究这些因素对隧道施工过程中的影响及其对隧道稳定性的影响。
（2）针对小净距大断面隧道施工过程中的力学特性进行数值模拟研究，利用有限元或离散元等方法，模拟隧道施工过程中的应力、应变、位移等力学参数，探究这些参数变化对隧道制造及安全稳定性的影响。
（3）基于所得到的力学参数分析及数值模拟结果，探究小净距大断面隧道施工后，其稳定性及后期变形演化情况，寻找可行的施工方案和隧道支护措施，并根据实际情况进行应用验证。
三、研究方法（1）调查及采集隧道的地质、水文、温度等环境因素数据，建立模型；（2）分析模型中的力学特性，包括应力、应变、位移等参数；（3）设计数值模拟算例，采用有限元或离散元等方法，对隧道开挖、支护等过程进行模拟研究；（4）利用模拟结果，分析隧道施工后稳定性及变形演化情况，并寻找可行的施工方案及支护措施，进行实际验证。
四、预期成果及意义（1）深入探究小净距大断面隧道在施工过程中的力学特性，为隧道施工和支护提供依据；（2）研究流程实用化，为后续类似研究提供经验与方法；（3）帮助提高城市隧道施工的安全性和稳定性，为城市化进程做出贡献。
五、论文结构（1）绪论：介绍研究背景、选题意义、研究方法和预期成果等；（2）文献综述：对相关领域已有的研究进行整理、对比、分类及分析；（3）小净距大断面隧道的力学特性分析：分析模型中的力学特性，包括应力、应变、位移等参数；（4）数值模拟研究：设计数值模拟算例，采用有限元或离散元等方法，模拟隧道开挖、支护等过程；（5）稳定性分析：利用模拟结果，分析隧道施工后稳定性及变形演化情况，提出可行的施工方案及支护措施；（6）实验验证：对提出的施工方案及支护措施进行实际验证；（7）结论：总结研究成果，对论文进行归纳和说明，指出研究结果的意义和贡献，并对后续相关研究工作进行展望。
超小间距双洞隧道开挖施工方法与爆破动力分析
第43卷第23期 山西建筑Vol.43No.232 0 1 7 年 8 月 SHANXI ARCHITECTURE Aug.2017 •173•文章编号：1009-6825 (2017)23-0173-03超小间距双洞隧道开挖施工方法与爆破动力分析张国强汪令平崔文辉赵向忠(中铁六局集团有限公司，北京100036)摘要:针对重庆某超小间距双洞隧道工程，提出交叉中隔墙法（CRD法）三台阶施工法，同时采用铣挖机开挖与爆破开挖相结合 的方式开挖后行洞。
并经有限元爆破动力分析表明，与全部采用爆破开挖相比，中墙岩柱水平向最大振动速度由193 cm/s减小 至2.98 cm/s,满足岩柱的安全需要。
关键词:超小间距，双洞隧道，施工方法,爆破动力分析中图分类号:U455 文献标识码:A1工程概况重庆轨道交通十号线红土地站位于六号线正下方，为了确保 六号线的结构安全和正常运营，在轨道六号线正下方，将十号线25.2 m的大跨度单洞隧道分成两个分离的11.44 m的小跨度单 洞拱形结构，如图1所示。
已建六号线结构底部线十号线十号线左洞1—右洞L11-44 ,I.11-44 j1.66图1双洞隧道剖面图(单位:m)由图1可见，双洞净间距仅1.66 m，属超小间距。
在双洞隧道 开挖施工过程中，不仅要考虑爆破开挖下上部已建六号线结构的 安全，还要考虑后行洞爆破开挖对双洞间中隔墙岩体的稳定影响。
2研究现状文献[1]针对云万高速公路张家山隧道小净距段施工，提出 采用小循环进尺、分区开挖的台阶分部法和短台阶断面法开挖，并控制最大段装药量、段间隔时间、确定合理的爆破参数和对先 行洞最不利部位振速监测等一系列爆破减振控制技术，以保证小在公路隧道工程项目开挖作业方面，可以选择的开挖方法诸 多，但是必须要充分考虑隧道的长度与断面的形状，同时还包括 附近环境以及地质条件等多种因素，以保证施工方法选择的科学 合理。
如果是软弱围岩地段，还面临诸多安全风险因素，如果开 挖方法和支护方案存在不合理之处，必然会引发安全事故。
特大断面小净距隧道爆破震动效应研究
特大断面小净距隧道爆破震动效应研究摘要：本文结合特大断面小净距隧道的实际情况，采用有限元方法对隧道开挖爆破振动进行了数值模拟，并与爆破振动现场测试结果进行了对比。
关键词：特大断面小净距爆破震动数值模拟Abstract：This text combines the big cross section footpath is apart from the actual circumstance of tunnel and adopt a limited dollar the method opened to dig and blow up a vibration and carry on number emulation to the tunnel，and with blow up vibrate the spot the test carried on contrast as a result。
Keywords：especially big cross section small clean be apart from blow up vibration The number imitates爆破震动效应是在指爆破区的一定范围内，当爆破引起的震动达到足够的强度时对周围环境造成各种影响，如地面震动、边坡滑塌、地上及地下建（构）筑物的破坏等。
本文利用数值模拟的研究方法，对大断面小净距隧道爆破开挖相互间的影响进行了分析。
1、工程概况某高速公路l号隧道场址区属低山丘陵地貌，地形起伏大，线路沿北西向穿越低山丘陵区，地质复杂。
1号左洞ZKl0+372—ZKl0+691.2，全长319m；右洞YKl0+350—YKl0+665，全长315m。
隧道为上下行分离式双向八车道高速公路隧道，建筑限界宽度为17.25m，净高5m，最大毛洞开挖跨度为19.9m，高度10.838m，左右隧道间距相差不多，间距最小处为11m，属特大断面小净距隧道。
南京地铁小净距隧道爆破振动控制技术研究
２ 爆 破 参 数 的选 取
２ １ 爆破 振动 计算公 式 ．
最 大分段 装药 量可 以按 萨道 夫 斯基 公 式 （ ） １ 进 行 计算 ：
周 边 眼最大装 药量 根据各 分部边 界距 左线 衬砌 内表
面最近距 离得 出 。
４ 爆破 动 力 响应 数 值 分 析
４ １ 模型 参数 ．
水平 地基 反力 系数
ｋ 一 ｋ ）导 抽（ 一 （） ５
４ １ １ 计 算模 拟参数 ． ．
选取Ⅳ、 Ｖ级 围 岩 区段 ， 岩和 支护 、 构 计算 围 结 参 数如 表 ２所 示 。
～
破振 动 安全允 许 振 速 标 准 值 为 １ ～ ２ ｍ／ ， 考 Ｏ Ｏｃ ｓ 但
虑 地铁 隧道衬 砌结 构 安全 性 要 求 ， 施工 中爆 破设 在
１０ｍ。 ．
３２ ．
炸药 的选 择
计 取振 动安全 控制值 为 １ ． ｍ／ 。 ０ ０ｃ ｓ
根据 几 种 常用 工业 炸 药 的性 能 对 比， 同时 考 虑
Ｑ — Ｒ３ （ ｙ ３ （） １
用铵 锑炸药 ； 当炮 孔 中有水 时 ， 用乳 化炸药 。 采
３ ３ 隔 震 爆 破 技 术 ．
预切槽 是在 隧道周 边用 带锯 或排 钻预锯 （ ） 钻 出
２ １ ｍ 的沟槽 ， 断隧道 洞 内爆破 振 动 向周边 传 ～ ０ｃ 隔
播。
， 术 ●
南京地铁小净距隧道爆破振动控制技术研究
王 寿 强
（ 中铁 十 四局 集 团 隧道 工 程 有 限 公 司 ， 东 济 南 ２ ０ ２ ） 山 ５ ０ ２
简述大跨度小净距隧道施工爆破振动监测与控制
简述大跨度小净距隧道施工爆破振动监测与控制发布时间：2022-08-05T05:55:31.960Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷6期作者：苏安利[导读] 在我国交通运输行业建设蓬勃发展的背景下，隧道工程作为交通运输行业建设中的重要组成部分也在急速前行。
苏安利广西工程技术研究院有限公司摘要：在我国交通运输行业建设蓬勃发展的背景下，隧道工程作为交通运输行业建设中的重要组成部分也在急速前行。
而小净距隧道作为当前在我国特殊的地形条件下，一种能够解决隧道路线高级分布的全新结构形式，已经在我国现有的交通建设上得到了广泛的应用。
但值得注意的是，在小净距隧道下的施工方法中，其产生的施工爆破极有可能对相邻的隧道结构产生影响，严重时还会导致隧道塌陷。
对此，本文基于在某隧道工程下的隧道概况以及爆破参数，针对此工程中的大跨度，小净距隧道爆破数值进行计算，并通过现场真实检测与模拟数值的对比分析后，在针对小静距隧道下的施工爆破方案进行改进，以此来减轻由于施工爆破所造成的安全隐患。
关键字：大跨度小净距隧道；爆破震动；监测控制前言：随着我国经济社会水平的迅速增长，我国基础设施总数量也在逐年上涨。
其中铁路、水利工程等基础设施作为我国国民经济的发展根本，更需要应用全新的技术来进一步保障工程质量，提高工程效率。
而大跨度小净距隧道作为我国当前在公路、铁路以及水利工程上的主要措施，关于在施工过程中所遇到爆破缺陷也逐渐凸显出来。
例如，如果爆破范围过大，那么轻则导致爆破区相邻的围岩结构损伤，重则甚至会影响整体的隧道结构，影响隧道的可靠性与稳定性。
因此必须要针对大跨度小净距隧道下的施工爆破技术进行振动监测，确保我国工程建设的安全。
一、工程概况及爆破参数某隧道位于我国某工程中的一个施工内容，在此隧道的建设当中，主要利用分离式的双洞双向隧道，分为西线与东线两种起止形式，图一为该隧道全貌。
第二，待确定了大跨度小静距隧道在后行洞上的质点分布图进行确定以后，便可以针对隧道后行动在上下台阶上的爆破震动数据进行模拟计算，如图三、图四所示。
小间距隧道爆破振动的影响分析
卜
小 问距 隧道 爆破 振 动 的影 响分析
包德 勇
（ 中铁第 四勘察设计院集团有限公司城建院 武汉 ４０６） ３ ０ ３
【 摘
要 】 在 小 间距 隧道施 工过程 中， 行隧道 施 工爆破 振动对 先行 施 工 后
隧道 围岩 结构将 产 生重 大影 响 。结合 某三 线 喇叭 口隧 道燕尾段 的 实际情 况 ， 分析 小 间距 隧道爆破 振动 的影 响 因素 及动 力计算理论 的基 础上 ， 在 采 用Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ瞬态动 力分析模 块对爆破 冲击荷载作 用 下小 间距 隧道施 工 中既
主 要表现在 地质 条件 和地 质构 造上 。一方 面 ， 间 小
距 隧道周 围岩体越 坚硬 完整 ， 爆破所 产 生 的振 动波 衰减 就越慢 ， 既有隧 道 的破 坏就越 大 ； 对 另一方 面 ，
岩 体节 理裂 隙 及断 层等 地 质 构造 对振 动 波 的传 播 衰减 也起着 重要 作用 ， 这类 岩体 如爆 破不 当 ， 极易 引起坍 塌 ， 必须认 真对 待 。
（） 爆参 数 ３钻 根 据既有 隧道 状况及 地质 条件状 况 ， 择合 理 选
究 院建 议 的安 全爆 破振动 速度 规 定如 下 （ １： 表 ）
表 １地下 结构 允许 的爆破 振 动速 度和破 坏标 准
质 点 振 速／
（ ｍ． ） ｃ Ｓ
地 下 结 构 工 程
５Ｏ～ ｌ ， ， ＯＯ
地下建筑物或衬砌开裂， 硬岩 体裂 缝 严 重 扩 张
的爆破 参数 。钻爆 参数 包括 钻孔 间距 、钻孔 深度 、 最 小抵 抗线 、 装药集 中度 、 药量 等 。采用合 理 的 装 钻 爆参数 可 以有 效控 制爆破 强度 ， 小爆破振 动 的 减
小间距隧道爆破对既有隧道振动影响分析
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ３
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ １— ４ ８ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ８ ４— ０ ６
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｖｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｍａ ｌ ｌ Ｓ ｐ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ Ｔｕ ｎ ｎ ｅ ｌ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｎ ｅ ｉ ｇ ｈ ｂ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ
小 间距 隧春 梅
（ 中铁 第 四勘 察 设 计 院集 团有 限公 司 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ）
摘
要： 以实际工程为依 托 ， 分析爆破振动对 临近 既有 隧道 的影 响。施 工前对 既有 隧道进行 结构病 害检 测
Ｂｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ Ｅｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔｕ ｎ ｎ ｅ ｌ
ⅣＧ Ｃ ｎ — ｍｅ ｉ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ Ｓ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ＆ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ Ｌ ｔ ｄ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ６ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
并评估其安全状况 ， 施Ｘ － 过程 中对既有隧道爆破振动速度进行现场监测 ， 以确保爆破施 工过程 中既有隧道 的
隧道爆破特性与工程研究
隧道爆破特性与工程研究摘要：为研究隧道施工过程中岩石爆破的特性，探讨符合实际工程的爆破间距，依托珠海某隧道，建立炮孔间距分别为20cm、30cm、40cm、50cm的双孔模型，对数值模拟结果进行分析、研究，最终得到各工况下岩石破碎程度和各质点振速。
相互对比分析得出：在同等药量下，炮孔间距为20cm时的爆破成型效果最好，相比其他工况，其成型尺寸增加到了12cm；各质点距离炮孔都为10cm时，炮孔间距为50cm时的衰减速度比较缓慢，其他工况则比较迅速。
而各质点距离炮孔大于20cm时，速度传播趋于平稳。
在实际施工过程中应根据隧道爆破实际效果，因地制宜，动态调整炮孔间距。
关键词：岩石爆破；爆破特性；炮孔间距；振动传播爆破作为修建隧道最主要的方法之一，爆破工程应用领域越来越广，已渗入到各个领域。
同时，工程爆破的规模和爆破带来的振动会产生不利的影响，爆破工程给我们带来好处的同时，爆破振动的问题也慢慢显现了出来，是爆破工程中最严重的一个问题，在爆破进行时产生的振动已经成为越来越受关注的问题之一［1-6］。
因此，国内外有许多学者对于隧道爆破做了大量研究。
许德鹏等人［7］运用FLAC3D数值模拟软件，模拟分析了爆破施工对邻近隧道的影响，得出洞口开挖的进尺大小对已有隧道的影响较大的结论；李飞等人［8］运用FLAC3D软件模拟装药量对于邻近隧道的影响，得出相邻隧道的爆破振速与炸药量、距离爆源的距离有关；郑大榕［9］研究需要在城市中开展隧道爆破时，炮孔的布置和起爆点的顺序改变、以及适当减少装药量、在开挖进尺方面也适当减少，可以很好地控制爆破振动；余德运等人［10］使用ANSYS/LS-DYNA数值软件模拟得出爆破地震波中的体波传播的减弱和阻尼槽的宽度以及深度有着密不可分的关系；同时，表面波的传播的减弱只与阻尼槽的深度有关；高干等人［11］通过使用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件，给出了在重庆市渝中区修建的玉岭隧道中，实际的爆破药量与理论计算出来的药量不一致的原因。
小间距隧道爆破施工技术研究
小间距隧道爆破施工技术研究发布时间：2021-06-17T11:53:48.650Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：任杰[导读] 摘要：在我国铁路工程建设中，对隧道施工项目的技术要求较高，尤其是一些地质环境特殊、结构复杂的铁路隧道施工项目，其中爆破开挖技术控制难度较高，必须强化小间距隧道爆破技术规划的管控效力。
中铁十二局集团第四工程有限公司陕西省西安市 710000摘要：在我国铁路工程建设中，对隧道施工项目的技术要求较高，尤其是一些地质环境特殊、结构复杂的铁路隧道施工项目，其中爆破开挖技术控制难度较高，必须强化小间距隧道爆破技术规划的管控效力。
基于此，本文针对小间距隧道爆破施工技术展开相关研究，希望能为类似施工项目提供一些参考。
关键词：小间距隧道；爆破施工；技术引言近年来，我国为了提升铁路交通网络的完善性，不断进行铁路工程建设，其中隧道是一种常见的交通建构物，各地铁路隧道施工过程中存在诸多风险因素，如地质因素、施工方案因素、施工技术操作管控因素等，而在小间距铁路隧道施工中，采用爆破开挖施工技术时会对岩层形成扰动，影响邻近隧道结构的稳定性，借助具体实例对小间距隧道爆破施工技术进行深入分析，能够为小间距隧道爆破施工提供相应的借鉴和参考资料，有利于促进近似工程的顺利高效开展。
1小间距隧道爆破施工风险分析小间距隧道由于其隧道净距小、错步开挖等施工特点，对施工技术要求较高。
如果采用钻爆法开挖，则必须考虑后行隧道钻爆开挖对先行隧道的围岩稳定，尤其是先行隧道迎爆侧围岩和支护结构的安全和稳定。
如果爆破振动过大，则会造成围岩失稳、支护结构开裂掉块、隧道涌水漏水、衬砌耐久性降低等一系列工程安全问题。
而一味采取保守方案，无疑会严重影响施工进度和增大经济成本。
2小间距隧道爆破控制要点小间距隧道施工中需要从以下几点出发来降低施工难度：第一是要设置减震孔，要保证减震孔是大直径成孔，然后根据实际情况来增加到双排甚至三排，使减震孔能更好的发挥出自身的作用。
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２爆破条件与试验方案
２．１爆破条件 现场试验选择在漆树槽分岔隧道小间距段进 行，该隧道位于恩施野三关镇支井河东岸，隧道洞 身穿越石灰沟与支井河水系之间的分水岭，地处构 造侵蚀溶蚀峰丛“ｖ”字型槽谷中山区。隧道出口 恰位于陡坡中部，洞口支井河河谷形态呈“Ｖ”字 型，相对切割深度约为６６０
ｍ。
图１横断面振速测点布置示意图
ｃｈａｒａｃｔｅｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ
ｍｉｄ—ｂｏａｒｄ；（２）ｔｈｅ
ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｕｔｔｉｎｇ ｈｏｌｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ａｂｏｕｔ ｔｗｏ ｔｉｍｅｓ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｆｒｏｍ ２０ Ｈｚ
ｔＯ
ｂｌａｓｔ—ｈｏｌｅｓ ｂｌａｓｔｉｎｇ；（３）ｔｈｅ ｍａｉｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ
ｉｓ ａｂｓｏｒｂｅｄ
ｌｉｎｉｎｇ ｉｓ ｍｏｓｔｌｙ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ａｔ
９５ Ｈｚ，ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ｑｕｉｃｋｌｙ．（４）ｔｈｅ ｐｅａｌ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｌｗａｙｓ ａｐｐｅａｒｓ
Ｆｉｇ．２ Ｐｌａｎｅ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ
ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
Ｆｉｇ．１
小间距段全长２１６．５ ｍ，所处构造部位为清太 坪复向斜西翼，轴向近东西，岩层产状为１６５０／２０～ ３５。。该段地质岩性为微风化灰岩，且填充方解石脉， 局部薄层灰岩中夹泥质条带，裂隙较为发育，以 Ｎ２０。Ｅ向走向为主，倾角近直立，地下水类型主要 为岩溶裂隙溶洞水，含水层地下水较为丰富，但其
ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｉｔｓ ｍａｉｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ
ｔｅｓｔｓ
ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｉｄ—ｂｏａｒｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ
第２９卷第１０期 ２００８年１０月
岩
土
力
学
Ｖ０１．２９
Ｎｏ．１０
Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ
Ｏｃｔ．２００８
文章编号Ｉ
１０００－－７５９８－－（２００８）１０—２６５５一ｃｒ７
小间距隧道爆破动力特性试验研究
张庆松１，李利平１，李术才１，丁万涛１，洪卫良２
（１．山东大学岩土与结构工程研究中心，济南２５００６１；２．浙江隧道工程公司，杭州３１０００５）
ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｊａｃｅｎｔ ｂｌａｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｂｅｔｔｅｒ
ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ｈａｖｅ
ａｐｐｌｉｅｄ
ｔｏ
ｐｒａｃｔｉｃａｌ
ｐｒｏｊｅｃｔ；ａｎｄ
ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ
ｓｏｕｒｃｅｓ
ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｔａｎｃｅｓ ａｗａｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ｏｆ
ａｄｊａｃｅｎｔ
ｔｕｎｎｅｌ，ｂｌａｓｔｉｎｇ
ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
ｌｉｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｐａｒｔｉｃｌｅ
分岔隧道是我国西部交通建设中出现的一种新 型结构隧道，由大拱段、连拱段和小间距段３部分 组成，其中小间距段是连接分岔段与分离段的主体 工程。由于分岔隧道既可以实现上、下分离行车，
收稿日期：２００６．１１．２７ 基金项目：国家自然科学基金重点项目（Ｎｏ ５０５３９０８０）：面上项目（Ｎｏ．５０５７４０５３；５０７４４０４４－）资助。 作者简介：张庆松ｔ男，１９７０年生，副教授，主要从事地下工程灾害预报与防治方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｑｉｎｇｓｏｎｇ＠ｓｄｕ．ｅｄｕ．ｃｏｒｎ
ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ：
ａ
（１）ｔｈｅ
ｎｅａｒ－ｂｌａｓｔ ｓｉｄｅ ｏｆ ｏｌｄ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
ｚｏｎｅ
ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｄｉａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ
ｒｅｇｕｌａｒ ｖａｒｙｉｎｇ
万方数据
２６５６
岩
土
力
学
２００８芷
围岩的应力状态，严重时将导致衬砌局部掉落和结 构的整体性破坏，其施工效率及质量受到极大的制 约。复线隧道施工爆破对既有隧道的影响因素主要 有爆源特性、地质条件、隧道特征等。爆破对既有 隧道的影响主要与炸药及装药特性、起爆方法、爆 破参数设计等有着密切关系；地质条件的影响主要 为地质材料与地质构造。地质条件对爆破作用的影 响程度起着非常重要的作用，一方面，决定了隧道 自身的强度和稳定，另一方面，爆破应力波参数及 应力波的传播是岩石介质与爆源相互耦合作用的结 果；从爆破破坏的特点上看，隧道的横断面形状、 被覆材料、衬砌结构、与爆源的相对位置、与爆破 应力波波长的相对尺寸大小等都直接影响着动壁周
ｏｎｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｙｐｅｓ ｔｕｎｎｅｌｓ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ
Ｑｉｓｈｕｃａｏ ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ
ａｓ
ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
ｍａｓｓｅｓ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｏｆ ｔｈｅ
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｏｓｅｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｕｎｎｅｌｓ
ＺＨＡＮＧ Ｑｉｎｇ—ｓｏｎ９１，ＬＩ Ｌｉ．ｐｉｎ９１，ＬＩ Ｓｈｕ—ｃａｉｌ，ＤＩＮＧ
（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
ｔｕｎｎｅｌ；ａｄｊａｃｅｎｔ
ｔｕｎｎｅｌｓ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ
１
引
言
又具有平面线路和洞口位置自由选择等优点，在展 线困难及桥隧连接工程中，其总体路线线型及工程 造价具有相当的可比性，应用范围较为广泛。但由 于邻洞近距离开挖及施工爆破的影响，分岔隧道小 间距段施工存在着受力偏压、衬砌裂缝、施工缝渗 水、爆破震害等问题１１－８１，众多的影响因素不断改变
水位埋藏较深。 由于大拱段洞口紧邻悬崖，没有足够的施工场 地，小间距段施工依靠从大拱侧面打通的施工横洞 进行开挖作业。施工横洞与小间距右线的交接处为 ＩＩＩ级围岩，自此向大拱方向采用上下台阶法钻爆施 工。开挖至连拱一段后转入小间距左线反向施工， 下半断面滞后４０～５０ ｍ，左、右线洞身开挖时，中 夹岩体一侧采用预裂爆破，以减少对中夹岩体的冲 击破坏。 围岩较差地段采用短台阶上下分部开挖，围岩 较好段采用直线掏槽，掏槽眼间距为１０～２０
Ｗａｎ，ｔａ０１，ＨＯＮＧ Ｗｅｉ—ｌｉａｎ９２
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ ２５００６１，Ｃｈｉｎａ；
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ
２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ
Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１０００５．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ
ｃｍ，
其深度为２．５ ｍ；周边眼间距为４０ ｃｍ，与内圈眼间 距５０ ｃｍ，周边眼间隔不耦合装药，药卷直径为
矽２５ ｍｍ，辅助眼、周边眼深度为２．２ ｍ，装药集中
边的应力分布【９ｌ。
显然，复线隧道施工爆破产生的振动对既有隧 道的影响一般都比较大，有可能对邻近既有隧道造 严重损伤，特别是对于两隧道间距偏小的情况。关 于近距离爆破引起隧道周边的振动影响，国内外都 做过一些现场监测和分析研究，如大沙线枫林一号 隧道、深圳梧桐山隧道、杭州仙岳山隧道等，实测 了邻近隧道爆破引起的爆破振速、动应力和动应变。 以上这些振动测试分析都停留在萨道夫斯基的经验 衰减公式基础上，对隧道衬砌振动规律的频谱分析、 爆破掌子面附近振速分布情况以及中墙振速的衰减 过滤，尚缺乏深入研究。 本文以漆树槽分岔隧道为工程背景，通过对现 场爆破试验实测震动数据的分析，研究其围岩和衬 砌震动特性及其变化规律，讨论小间距隧道中墙和 掌子面围岩的振动特征以及相关的减震技术措施， 以实现隧道施工的稳定性控制。
Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ
为掌握施工隧道爆破时既有隧道中夹岩墙受到 冲击的振动情况，在中夹岩墙边墙沿着隧道轴向水 平布点，测点间距为５ ｍ，共布置５个点，以施工 隧道爆破掌子面与既有隧道交接点为对称中心，具
万方数据
第１０期
张庆松等：小间距隧道爆破动力特性试验研究
摘要：分岔隧道是一种新型隧道结构形式。以漆树槽分岔隧道为工程背景，进行了掘进爆破的同岩震动效应试验，通过不 同掏槽结构下爆破震动作用隧道围岩衬砌质点振动速度的频谱分析与质点振动速度幅值的分布情况分析，对小间距公路隧道 混凝土衬砌及其围岩在爆破地震波作用下的力学特征进行论述，重点研究了小间距隧道中隔墙及爆破掌子面的震动特性及变 化规律。试验与分析结果表明，（１）中墙迎爆侧为振速峰值区，以水平径向振速最大，且沿着中墙走向呈现规律性变化； （２）掏槽孔爆破产生的地震效应最为强烈，其震动强度是扩槽眼和周边眼的２倍左右；（３）衬砌振速主振频率主要分布在 低频段，以２０～９５ Ｈｚ为集中频段，高频地震波衰减极快；（４）同一测试断面中最大振速峰值出现在拱项和边墙中部位置的 概率最大，且大小比较接近，爆破掌子面附近的振速不适合萨道夫斯基预测公式，受爆破夹制及自由面的影响较大。 关键词。分岔隧道；小间距：爆破监测：动力特性：频谱分析 中图分类号：Ｔｕ ４４３ 文献标识码：Ａ