城市地铁有限空间掘进爆破振动控制技术应用研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjyoung
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现今,随着大量地铁隧道工程的实施,盖挖法在城市地铁隧道爆破中应用越来越广泛。而在盖挖法的施工过程中,施工空间会受到顶板、地下连续墙、中立柱等构筑物的限制,在这个有限的爆破空间进行爆破掘进,内部的所有构筑物会受到爆破振动的极大影响,因此,进行地铁有限空间掘进的爆破振动控制技术研究,对确保隧道爆破施工安全、构筑物的安全使用具有重要意义。本文以贵阳地铁3号线董家堰到民族大学之间的挖掘路段为工程实例,进行现场试验,使用灰色关联度分析对影响隧道构筑物爆破振动速度的影响因素进行主次关系分析;使用FLAC3D软件模拟地铁隧道爆破振动对构筑物的影响;通过现场试验数据和数值模拟计算结果,制定适合此次隧道爆破工程的降振措施。本文主要的研究成果如下:(1)为了制定符合本次工程的低振动高工效的爆破方案,本文通过dps软件及实测振动数据优化爆破参数,利用dps软件对爆破进行灰色关联度分析,发现爆破方案里的炮孔深度因子与质点振动速度的关联度大于单孔药量因子与质点振动速度的关联度;发现方案1(孔深1.2m、1.5m、2.0m,爆破单孔药量0.3kg/m、0.6kg/m、0.9kg/m)的爆破振动峰值最低,为5.15cm/s;17 ms延时进行施工和模拟最合适。(2)通过FLAC3D对地铁隧道的爆破过程进行数值模拟,地下连续墙、中立柱底部的最高振动速度实测值分别为4.973cm/s、5.292cm/s,模拟值分别为5.292cm/s、5.3571cm/s;顶板处预测值振速最高为5.371cm/s,数据显示构筑物受振动影响的严重程度与云图趋同,顶板最严重,然后是中立柱,最后是地下连续墙。(3)针对本次工程设立城市地铁有限空间爆破掘进的安全标准,结合我国爆破相关标准,制定地铁隧道内构筑物(顶板、中立柱、地下连续墙)的振动速度及频率安全标准,即振动速度应在1.5~6cm/s范围内、频率控制在30hz以下才能保证施工安全。(4)提出地铁隧道振动控制措施:主动降振措施,即调整孔网参数、控制起爆规模、爆破网路设计等并现场验证。被动降振措施,即保证爆源与隧道内构筑的安全距离(理论15m,至少应该20m以上)、设置消音墙、减震沟等,使用FLAC3D模拟减振效果,发现使用消音墙、减震沟后的减振效果分别达到9%、20%。
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