隧道爆破近区振动的预测方法

张在晨 林从谋 黄志波 葛冰洋 徐亮

张在晨, 林从谋, 黄志波, 葛冰洋, 徐亮. 隧道爆破近区振动的预测方法[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(3): 367-372. doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0367-06
引用本文: 张在晨, 林从谋, 黄志波, 葛冰洋, 徐亮. 隧道爆破近区振动的预测方法[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(3): 367-372. doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0367-06
Zhang Zai-chen, Lin Cong-mou, Huang Zhi-bo, Ge Bing-yang, Xu Liang. Prediction of blasting vibration of area near tunnel blasting source[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(3): 367-372. doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0367-06
Citation: Zhang Zai-chen, Lin Cong-mou, Huang Zhi-bo, Ge Bing-yang, Xu Liang. Prediction of blasting vibration of area near tunnel blasting source[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(3): 367-372. doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0367-06

隧道爆破近区振动的预测方法

doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0367-06
基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金项目(51109084);福建省自然科学基金项目(2014j01197);福建省交通科技发展项目(200910)
详细信息
    作者简介:

    张在晨(1989—), 男, 硕士

    通讯作者:

    Lin Cong-mou, cmlin@hqu.edu.cn

  • 中图分类号: O389; U455.6

Prediction of blasting vibration of area near tunnel blasting source

Funds: Supported by the National Natural Science Foundation of China (51109084)
  • 摘要: 将比例距离的概念应用于隧道爆破振动分区中,以速度衰减曲线斜率的大小作为分区计算的依据。在此基础上,提出采用BP小波神经网络的方法预测爆破近区振速,以棋盘山隧道实测数据验证模型的可行性。结合泉厦高速公路大坪山隧道工程实例,对临近既有隧道形式的隧道爆破地震波传播规律进行分析,并对近区振速进行预测。分析表明:(1)在无实测值时,隧道爆破分区可按比例距离大致划分为:比例距离 < 5.0为爆破近区;5.0≤比例距离≤9.0为爆破中区;比例距离 > 9.0为爆破远区。(2)BP小波神经网络爆破近区预测模型不仅适用于新建分离式隧道,也适用于临近既有隧道的新建小净距隧道。研究成果对复杂环境下的隧道钻爆施工具有一定的指导意义。
  • 图  1  大坪山各隧道关系图

    Figure  1.  Relationships of Dapingshan tunnels

    图  2  新建左线爆破、既有右线左侧壁振速与比例距离的关系

    Figure  2.  Relationships between vibration velocity and scaled distance of the existing right tunnel's left side wall by the new left line tunnel blasting

    图  3  新建右线爆破、既有右线右侧壁振速与比例距离的关系

    Figure  3.  Relationships between vibration velocity and scaled distance of the existing right tunnel's right side wall by the new right line tunnel blasting

    表  1  中导洞掌子面围岩实测振速与预测振速对比

    Table  1.   Comparison of blasting vibration velocities between site monitor and prediction of surrounding rock of tunnel face

    R/m Q/kg R/(m·kg-1/3) vr/(cm·s-1) 爆破远区经验公式 BP小波神经网络
    vp/(cm·s-1) er/% vp/(cm·s-1) er/%
    4.25 36.0 1.287 206 72.03 65.03 151.0537 26.67
    4.25 22.4 1.508 165 60.22 63.50 170.964 4 3.61
    4.55 36.0 1.378 174 66.68 61.68 133.650 6 23.19
    4.55 22.4 1.614 160 55.77 65.14 147.698 0 7.69
    4.75 36.0 1.439 113 63.50 43.81 133.378 9 18.03
    4.75 22.4 1.685 94 53.13 43.48 103.218 5 9.81
    注:vrvp分别为实测振动速度与预测振动速度;er为相对误差。
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    表  2  新建左线隧道爆破、原右线隧道左侧壁质点峰值振速

    Table  2.   The vibration peck velocity of the existing right linetunnel's left wall by the new left line tunnel blasting

    R/(m·kg-1/3) Q/kg Q1/kg R/m vr/(cm·s-1)
    3.44 216 45 12.25 27.18
    3.54 198 35 11.58 16.24
    4.29 158 18 11.25 13.10
    4.33 158 18 11.35 21.08
    4.41 216 45 15.68 13.10
    4.42 158 18 11.58 14.95
    5.26 216 45 18.71 14.94
    5.48 158 18 14.35 8.00
    5.54 158 18 14.51 6.49
    5.69 158 18 14.92 17.89
    6.26 158 18 16.40 9.67
    6.54 158 18 17.15 6.68
    6.69 216 45 23.79 4.50
    7.70 216 45 27.39 7.62
    9.26 216 45 32.95 2.93
    9.42 158 18 24.68 5.93
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    表  3  新建右线隧道爆破、原右线隧道右侧壁质点峰值振速

    Table  3.   The vibration peck velocity of the existing right linetunnel's right wall by the new right line tunnel blasting

    R/(m·kg-1/3) Q/kg Q1/kg R/m vr/(cm·s-1)
    1.65 198.0 35.0 5.39 33.69
    1.83 198.0 35.0 5.98 21.38
    1.96 156.2 25.2 5.75 25.77
    2.01 158.0 18.0 5.28 14.38
    2.03 158.0 18.0 5.32 3.81
    2.78 156.2 25.2 8.14 43.66
    2.91 156.2 25.2 8.54 32.54
    3.08 158.0 18.0 8.07 11.15
    3.29 156.2 25.2 9.65 6.57
    3.62 158.0 18.0 9.50 13.75
    4.49 156.2 25.2 13.16 20.78
    5.57 156.2 25.2 16.32 28.70
    6.31 156.2 25.2 18.51 5.52
    6.39 156.2 25.2 18.73 2.48
    6.93 158.0 18.0 18.17 4.10
    7.73 156.2 25.2 22.65 12.22
    9.72 156.2 25.2 28.51 7.20
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    表  4  大坪山隧道爆破近区实测振速与预测振速对比

    Table  4.   Comparison of blasting vibration velocities near tunnel blasting sourcebetween site monitor and prediction in Dapingshan tunnel

    R-/(m·kg-1/3) vr/(cm·s-1) 经验公式 BP小波神经网络
    vp/(cm·s-1) er/% vp/(cm·s-1) er/%
    3.44 27.18 13.011 0 52.13 19.914 7 26.73
    3.54 16.24 12.749 0 21.50 17.976 3 10.69
    4.29 13.10 11.123 0 15.09 11.759 2 10.24
    4.33 21.08 11.050 0 47.58 16.950 5 19.59
    4.41 13.10 10.907 3 16.74 15.153 4 15.67
    4.42 14.95 10.889 7 27.16 16.852 6 12.73
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-09
  • 修回日期:  2013-01-23
  • 刊出日期:  2014-05-25

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