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原文传递复杂环境下隧道钻爆施工降振试验研究及控制

论文题名：	复杂环境下隧道钻爆施工降振试验研究及控制
关键词：	复杂隧道;钻爆施工;电子雷管;爆破降振;衰减规律;小波分析
摘要：	近几年来，随着我国城市交通事业蓬勃发展，穿越城市的浅埋隧道工程越来越多，由于工程地质条件的限制，很大一部分城市隧道仍需要采用钻爆法施工。但是，由于城市地表建筑物众多，环境复杂，隧道爆破开挖产生的振动效应很可能危及到地表建筑物的安全，从而使得爆破施工难度增大。为此，研究爆破振动波在地表的传播特征及衰减规律，进而控制爆破灾害，处理好爆破振动控制和工程效率之间的矛盾，是爆破施工的关键因素之一。　　本文以大连市南山隧道为工程背景，针对工程下穿地表房屋以及人防工事，环境复杂，部分房屋抗震等级较低，对爆破振动控制要求严格的特点，通过普通雷管和电子雷管起爆爆破对比试验，确定电子雷管爆破降振技术，并大规模采用电子雷管进行爆破开挖，保证隧道安全快速通过地表房屋区段。通过大量爆破振动试验，并对爆破施工过程进行了实时监测，获得了大量现场监测数据，为论文的研究奠定了实践基础。将监测采集到的振动数据进行分析处理，并结合小波变换技术研究爆破振动波频谱特性，主要研究内容和结论如下: 　　(1)通过普通毫秒雷管爆破降振试验发现:①全断面法微差爆破开挖效率最高，产生的振动最大;上下台阶法微差爆破开挖效率此之，振动相应减小;上台阶分部微差爆破效率最低，振动最小;②爆破开挖的最大振速绝大部分出现在掏槽孔，控制掏槽孔药量为爆破降振的关键因素。　　(2)通过电子雷管爆破降振试验发现:①电子雷管延时精确，延期时间长，可以实现隧道单孔连续起爆爆破，其最大一段的装药量是某一个孔内的装药量，极大地降低了掏槽孔药量，因此，极大地降低了爆破振动;②与普通毫秒雷管微差爆破对比，电子雷管在爆破进尺增加25％情况下，爆破振动可以降低40％以上。不仅降低了振速，而且改善了爆破块度，还保证了施工进度。③最终确定了电子雷管上下台阶微差爆破的开挖方法。　　(3)爆破震波动传播规律及波形分析:①利用最小二乘法对掌子面上方地表振速进行回归分析，得到南山隧道爆破作业区段内的爆破振动波传播衰减规律:V=113.64x-1.341;②当最大段药量一定时，在平整地形下，爆破振动波峰值振速随爆源比例距离的增加按指数规律增加，但随着爆心距的增加而逐渐减小，距离爆源越近地震波衰减越快，距离爆源越远地震波衰减越慢;③提出了施工过程中最大段药量的计算公式，并在不同允许峰值振速条件下，拟合了爆心距与单段最大装药量的关系。④利用小波分析得到振动信号频带能量分布图，发现微差爆破振动信号的频带能量大部分分布在30Hz～70Hz的主震频域范围之内。分析原始信号边际谱图，发现掏槽孔爆破引起的低频振动能量最大，高频部分占得比重很小。
作者：	汪亚飞
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	傅洪贤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文