隧道掌子面前后方围岩爆破振动及精准控制研究

摘要：

依托某大跨高速公路隧道工程,通过监测隧道下台阶爆破过程中围岩振动响应,对比分析了掌子面前后方围岩的振速和频谱特征;采用数值模拟方法,研究了不同围岩级别的掌子面前后方围岩爆破振速衰减规律.结果表明:掌子面前方围岩振速VZ>VX>VY,掌子面后方围岩振速VX>VY>VZ;掌子面前方Z向振速显著大于后方,而后方X、Y向振速显著大于前方,前后方振动特征差异的主要原因是爆源与测点的空间距离、传播介质及边界条件的不同所引起.由于掌子面后方已开挖隧洞空气层的减振效应,导致爆破地震波在后方传播过程中发生绕射和折射,使得后方围岩的合成振速要显著小于前方且衰减更加迅速,后方围岩的振动主频要显著低于掌子面前方,且后方频谱带宽窄于前方.拟合得到不同围岩级别的掌子面前后方围岩振速预测公式,并提出考虑空气减振系数的围岩爆破振速预测公式.根据隧道掌子面与下穿的既有管线的前后位置关系,分别运用前后方围岩爆破振速预测公式计算出前后方安全药量,实现了隧道穿越管线前后全过程的精准爆破振动控制,同时又极大提高施工效率.

关键词：隧道爆破、爆破监测、数值模拟、振动特征、预测公式、精准控制

所属期刊栏目：40

分类号：U455.6(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;山东省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：49-54,74