近接文保区隧道施工爆破振动分析

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—基金项目:国家重点研发计划资助项目（2018YFC1504901）；中铁

科研院（科研）字2017-KJ008-Z008-03；中铁九局集

团有限公司大连分公司科技开发项目（KJ-2021-01）。作者简介:杨之光（1984-），男，辽宁大连人，高级工程师，主要从事铁路、公路工程项目管理工作；丁鸿程（通讯作者）（1995-），男，甘肃临夏人，硕士研究生，主要从事岩土

与隧道工程研究。

0引言

隧道爆破掘进时产生的爆炸冲击波和爆破振动在所难免地会对周围物体造成损伤甚至是严重破坏[1]。关于隧道爆破振动的响应规律，国内外众多学者研究的方法主要有经验公式法[2-3]、工程现场监测与数值模拟等方法[4-5]。针对近接文保区隧道爆破施工，研究爆破振动作用下影响建筑物稳定的因素以及安全响应能量判据，对于隧道控制爆破设计具有重大的意义。

1爆破振动理论炸药爆炸，除了破碎岩体外，还有大量的爆破能量以应力波和弹性波的形式向更大范围的岩土体中辐射扩散，引起爆破点外围岩土体的振动。爆破冲击波和高温高压膨胀气体共同作用的爆破碎岩理论认为，爆炸发生瞬间形成的爆轰波和高温高压的爆轰产物冲击会压缩爆源周围介质，使其发生挤压变形、破坏、运动和抛掷。

2爆破振动作用下影响建筑物稳定的因素2.1建筑物所处的场地特性及地貌特征

场地土与地貌特征直接影响爆破振动时周围土体对建筑物基础损害的大小以及破坏形式。隧道爆破场地的岩

土体越坚硬，爆破地震波的振动幅值就相对较低，且地震波的主振频率会相对较高，其持续振动时间较小。场地的岩土体风化程度不同会影响自振周期，在爆破过程中的振动会引起场地自振并会迭加在爆破振动中，使相应频率振动成分的幅值增加，从而加重建筑物破坏。

2.2爆破振动速度

爆破振动在结构体中产生的动态应力与质点振速峰值成正比，因此可以认为爆破振动的破坏程度完全取决于振速峰值，将振动峰值速度作为评价爆破振动强度大小指标的做法是可行的。我国一般以主频率的不同频段确定相应的安全允许振速[6]。

2.3爆破振动频率及持时特性一般情况下，使用雷管段数的多少决定了震动持续的时间，还有总炸药量的多少也会对其有影响。理论上，理想状态下爆破震动持续时间应该是无限的，但在实际工程中，因阻尼的存在爆破振动不断衰减，持续时间有限。

3文保区隧道爆破振动安全判据确定

3.1文保区隧道爆破振动安全响应能量判据用质点的振动速度、加速度或位移作为结构体爆破振动效应的安全判据，过分强调振动强度对结构体的直接效

应，忽视了爆破振动过程是一个动态响应过程，而且没有

考虑到振动频率对结构体的影响[7-8]。因此，从激励能量和结构体振动响应特性出发，提出新的爆破振动安全判据。

近接文保区隧道施工爆破振动分析

Analysis of Blasting Vibration during Tunnel Construction Near the Cultural Heritage Zone

杨之光①YANG Zhi-guang ;丁鸿程②DING Hong-cheng ;阎广斌①YAN Guang-bin ;吴红刚③WU Hong-gang

（①中铁九局集团有限公司，沈阳110013；②兰州交通大学土木工程学院，兰州730070；

③中铁西北科学研究院有限公司，兰州730070）

（①China Railway Nine Bureau Group Co.，Ltd.，Shenyang 110013，China ；②School of Civil Engineering ，Lanzhou Jiaotong University ，Lanzhou 730070，China ；③China Railway Northwest Science Research Institute Co.，Ltd.，Lanzhou 730070，China ）

摘要:本文首先对爆破振动理论进行了介绍，并分析了爆破振动时影响文保建筑物损伤的因素，最终对能量判据的参数等进行了

分析。结果表明：①场地土特性与地貌特征等直接影响爆破振动时基础损害的大小及破坏形式，振速峰值对爆破振动的破坏程度起着决定性作用。②确定建（构）筑物响应能量的破坏阈值与安全标准值是建立响应能量安全标准时的基本方法。③爆破振动响应能量判据的破坏阈值和安全标准，必须基于大量爆破振动实测数据，以及在各类文保建筑物受损情况调查统计的基础上，才能最终确立。

Abstract:In this paper,firstly,the theory of blasting vibration is introduced,and the factors affecting the damage of Wenbao building during blasting vibration are analyzed,and finally the parameters of energy criterion are analyzed.The results show that:①The soil characteristics and geomorphological characteristics of the site directly affect the magnitude and failure form of foundation damage during blasting vibration,and the peak velocity plays a decisive role in the damage degree of blasting vibration.②Determining the failure threshold and safety standard value of response energy of buildings is the basic method to establish the safety standard of response energy.③The failure threshold and safety standard of blasting vibration response energy criterion can only be established on the basis of a large number of blasting vibration measured data and the investigation and statistics of damage of all kinds of cultural protection buildings.

关键词:爆破振动；影响因素；能量判据；安全标准值Key words:blasting vibration ；influencing factors ；energy criterion ；safety standard value 中图分类号:U456文献标识码:A 文章编号:1006-4311（2023）24-138-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.24.043