隧道下穿建筑物爆破振动监测技术研究.docx

隧道下穿建筑物爆破振动监测技术研究HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/1zt147582.html"\h随着铁路、公路隧道在我国的大规模修建，很多隧道不可避免地要在建筑物下方施工。隧道施工是一个非常复杂的工程，尤其在下穿重要建筑物时，隧道施工将会对地表建筑物的安全性构成极大的危害。因此需要对隧道施工中的爆破振动进行分析研究，确定合理的爆破施工参数，确保建筑物结构安全。本文结合敖包沟隧道出口段下穿敖家沟西梁煤矿办公区爆破振动监测，介绍了爆破振动监测的一系列内容。２工程概况巴准铁路敖包沟隧道洞身在里程Ｄ１Ｋ３４＋５９２～Ｄ１Ｋ３４＋６５１段连续穿越敖家沟西凉煤矿三层办公楼、职工食堂及变电站。下穿建筑物区段洞顶覆土约２０ｍ，个别建筑物因其基础结构的不同，隧道埋深比较浅：穿越职工食堂半侧，约１２ｍ，职工食堂设有地下室，高约２ｍ，基础厚约２ｍ，下穿食堂时洞顶覆土厚只有１６ｍ左右。隧道穿越办公楼一角约６米宽，从正下方穿越变电站。下穿区段隧道洞身岩层层理平缓，主要岩层为砂岩夹泥岩，弱风化，Ｖ级围岩。隧道上部从拱顶至地面分布岩（土）层依次为：６．５ｍ厚强风化砂岩夹泥岩，粉砂含量高，呈土状；１．０ｍ全风化砂岩夹泥岩，岩芯呈土状；地表以下１２ｍ分布砂质黄土。隧道掘进过程显示，洞身岩层含少量基岩裂隙水，地表生活用水也有一定的渗漏，在施工过程中容易造成泥岩软化，强度降低。同时，层状岩层开挖后容易造成层间黏结强度下降，支护不及时，易掉块，局部塌方。隧道下穿区段采用台阶法施工，上台阶高约５．７ｍ，下台阶高约４．４ｍ，分段装药光面爆破，初期支护采用型钢钢架及锚喷混凝土。３爆破振动监测方法３．１仪器设备（１）监测采用四川瞭望工业自动化控制技术有限公司最新研制的ＢＲ－６７２２（爆破）振动记录仪。（２）传感器采用四川瞭望工业自动化控制技术有限公司研制的ＢＲ－ＴＴ－１Ａ型振动速度传感器。３．２监测方法爆破振动监测是实时监测，所以在爆破前根据实地调查结果进行细致的准备工作，并严格按照工作流程进行工作。为确保监测的准确可靠，首先对爆破点附近的监测对象进行详细准确的调查后，确定监测对象，然后在爆破前对监测系统进行检查、检测和标定，同时根据监测对象与爆破点相对位置关系，确定测点位置及布置方法，提前进入现场进行安置，根据爆破时间进行监测。３．２．１测点布置（１）为确保地表建筑物结构的安全，需要在隧道其他施工地段对当前爆破设计下的振动影响进行试验检测，总结爆破振动传递规律。（２）下穿建筑物区段隧道施工时，应在上台阶开挖时选取离爆心最近的点，测试爆破振动引起地表的速度。HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/1zt540.html"\h（３）隧道在建筑物正下方爆破施工时，在隧道中线处地表，建筑物地基上分别布设测点，如果有必要还应在建筑物楼层地面布设测点，实时监控爆破振动速度的影响。对于建构筑物测点选取基础上表面，若基础埋于土层下，则选择最近基础且坚实的散水作为测点。（４）测点数目要足够多，以便有足够的数据分析地面振动传播的衰减规律以及和爆心距等参数的关系。（５）考虑不同地貌、地质条件的影响，便于了解分析这些因素条件对爆破振动效应的影响规律。根据以上要求及隧道施工现场情况，爆破振动监测测点可按每五米一个断面布设，在测试过程中可按实际情况调整。３．２．２传感器的安装若测点表面为坚硬岩石，可直接在岩石表面修整一平台。若岩石风化，则可将风化层清除，再浇筑一混凝土墩。测点表面为土质时，一般将表面松土夯实，铺以砂或碎石，再浇筑混凝土墩，然后再将传感器固定在平台或混凝土墩子上。传感器安装时，常采用生石膏粉粘结，取适量生石膏粉加水调制成浆糊状，将传感器粘结在测点上，约１０ｍｉｎ后石膏凝固后即可进行测试。在安装过程中，垂直速度传感器应该尽量保持与水平面垂直；水平速度传感器的安装应该与水平面平行，水平速度传感器的水平方向有一气泡，如安装处于水平状态时气泡应该在刻度的中间位置。安装径向水平传感器应该水平指向爆心，切向水平速度传感器则与径向垂直并且和地面保持水平。三个传感器应安装在一起，构成一个关于爆心的三维直角坐标系。４监测原理及监测内容（１）监测原理爆破振动监测原理及过程如流程图图７爆破振动监测原理图由于炸药在岩（土）中的爆炸作用，使安装布置在监测质点上的传感器随质点振动而振动，使传感器内部的磁系统、空气隙、线圈之间作相对的运动，变成电动势信号，电动势信号通过导线输入可变增益放大器将信号放大，进入ＡＤ转换，再通过时钟、触发电路，同时也通过存储器信号保护，再通过ＣＰＵ系统输入计算机，采用波形显示和数据处理软件进行波形分析和数据处理。（２）监测内容出口段从上台阶Ｄ１Ｋ３４＋６６５起开始施工时，首先在隧道中线处地表进行垂向、径向、切向爆破振