• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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密集建筑物下隧道开挖微振控制爆破方法与振动分析

龚敏 吴昊骏 孟祥栋 李永强

龚敏, 吴昊骏, 孟祥栋, 李永强. 密集建筑物下隧道开挖微振控制爆破方法与振动分析[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(3): 350-358. doi: 10.11883/1001-1455(2015)03-0350-09
引用本文: 龚敏, 吴昊骏, 孟祥栋, 李永强. 密集建筑物下隧道开挖微振控制爆破方法与振动分析[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(3): 350-358. doi: 10.11883/1001-1455(2015)03-0350-09
Gong Min, Wu Hao-jun, Meng Xiang-dong, Li Yong-qiang. A precisely-controlled blasting method and vibration analysis for tunnel excavation under dense buildings[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(3): 350-358. doi: 10.11883/1001-1455(2015)03-0350-09
Citation: Gong Min, Wu Hao-jun, Meng Xiang-dong, Li Yong-qiang. A precisely-controlled blasting method and vibration analysis for tunnel excavation under dense buildings[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(3): 350-358. doi: 10.11883/1001-1455(2015)03-0350-09

密集建筑物下隧道开挖微振控制爆破方法与振动分析

doi: 10.11883/1001-1455(2015)03-0350-09
基金项目: 重庆市科技开发计划重点项目(cstc2014yykf B30002)
详细信息
    作者简介:

    龚敏(1963—), 男, 博士, 教授, 博士生导师, gongmustb@163.com

  • 中图分类号: O383

A precisely-controlled blasting method and vibration analysis for tunnel excavation under dense buildings

  • 摘要: 为适应城市密集建筑物下隧道爆破对振动的高安全要求, 研究用普通爆破器材进行振速精确控制的爆破技术和参数确定方法。以渝中隧道为研究背景, 在开发准确延时非电雷管的基础上, 利用傅立叶函数和MATLAB软件拟合了不同药量单孔爆破振动波形, 分析了1~50 ms不同间隔下振动叠加的量化数据; 讨论了各微差间隔时间的降振效果; 在指定振速的情况下, 确定单孔药量和微差起爆时间; 实测并分析了现场使用雷管各段微差间隔特点, 据此进行针对性的爆破设计和采用逐孔掏槽爆破进行振速控制。现场应用表明:隧道爆破振速始终小于1.00 cm/s, 在此振速下避免振动叠加的最优单孔药量为1.2 kg, 爆破振速峰值位于主掏槽的第1段或第2段雷管起爆后, 且与理论分析结果吻合较好; 逐孔起爆60 ms后振速下降50%以上。研究表明:在高安全指标下, 以非电雷管实施精确控制爆破是可以实现的。
  • 图  1  雷管各段微差起爆时间

    Figure  1.  Time detonated for every period of the detonators

    图  2  雷管相邻段最小间隔时间与渝中隧道掏槽分段设计

    Figure  2.  Minimum interval time of adjacent periods of detonators and design of detonating time for cut blasting

    图  3  不同药量下单孔单自由面爆的破振动波形

    Figure  3.  Vibration waves formed by single-hole, single free-face blasting with different charges

    图  4  1.2和1.4 kg药量下在不同微差时间起爆叠加振动峰值

    Figure  4.  Variation of maximum superposition vibration velocities with millsecond blasting interval time for the charge of 1.2 and 1.4 kg

    图  5  1.4 kg炸药起爆间隔二分之一周期时的叠加振动波形

    Figure  5.  Vibration superposition curves at 1.2 kg charge detonated delay half period of blasting vibration

    图  6  雷管各段间隔时间与图 4振速超过单孔峰值时间段的比较

    Figure  6.  Interval times of adjacent periods for detonators compared with ones at which the superposition vibration velocity is greater than the maximum vibration velocity by single-hole blasting in Fig.4

    图  7  1区爆破振动波形

    Figure  7.  Vibration wave curve in the first area blasted

    图  8  掏槽爆破振动波形

    Figure  8.  Vibration wave curves for serial cut blasting

    图  9  典型掏槽爆破振动分析

    Figure  9.  Representative vibration wave curves for cut blasting

    表  1  不同药量下的单孔起爆峰值

    Table  1.   Maximum vibration superposition velocity by single-hole blasting with different charges

    m/kg vm/(cm·s-1) t/ms
    1.4 0.74 6.5
    1.2 0.56 7.0
    1.0 0.23 7.5
    0.8 0.19 3.5
    0.6 -0.16 2.0
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    表  2  不同药量间隔半周期起爆叠加振动峰值对比

    Table  2.   Maximum vibration at different charge detonated delay T/2

    m/kg 时间区间 t/ms vm/(cm·s-1) t/ms vm/(cm·s-1)
    正向振动 负向振动
    1.2 叠加前全区域 7.00 0.56 18.30 -0.56
    叠加后区域 44.24 0.10 30.82 -0.47
    1.4 叠加前全区域 2.50 0.65 6.50 -0.74
    叠加后区域 16.70 0.53 10.64 -0.70
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-25
  • 修回日期:  2014-12-09
  • 刊出日期:  2015-05-25

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