浅埋大跨隧道施工爆破监测与减震技术.pdf

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浅埋大跨隧道施工爆破监测与减震技术李利平1，李术才1，张庆松1，王刚2，马富奎3引言摘要：以沪一蓉线庙垭分岔隧道工程为背景，研究了其浅埋大跨段掘进爆破的地表震动效应及大断面开挖减震控制技术，T垤onitoringblastingexcaVationofshanow-buriedIarge-spantunnelandVibrationreductiontechnologyU“一pin91，Qing—son91，WANG(1．R咄archCenterofGeotcchnicaldone，acco删ng1随着社会经济的迅速发展，山区公路及城市隧道等地下交通设施急需修建，而由于城市隧道大多处于闹市，具有埋深偏浅、地表建筑物密集等特点，施工爆破受制因素颇多，因此多采用非爆破手段来开挖完成。山区公路隧道进出口多为浅埋段，而对于复线隧道，如果洞口存在桥隧连接展线问题，复线隧道一端不得不设计成4车道大拱【l】，或者双跨连拱，因此大断面开挖爆破对浅埋段地表震动的危害问题日趋严重，浅埋大跨段施工爆破的安全控制问题亟待解决。目前国内对爆破震动危害的研究多集于衬砌结构破坏、连拱中墙稳定以及临近隧道爆破荷载动力作用分析上【2刊，极少有关于浅埋大跨隧道施工爆破地表震动效应的研究。为控制爆破震害，隧道开挖多采用振动监测来采集地震强度信息，并基于监测数据的回归分析，反复调整爆破参数以提高施工质量。然浅埋大跨隧道掘进爆破引起的地表震动特性较为复杂，尤其是对于埋深小于30m，净跨约第29卷第8期2008年8月岩土力学并结合爆破监测数据的回归分析，确立了地震波垂向衰减规律的数学模型。综合分析地表及洞内地震波的震动特性发现，地表质点振动丰振频率主要集中在低频段；由于表士的滤波作用，主振频率随距离的增加而减小的趋势并不明显；洞内混凝土衬砌减弱了爆破对围岩的冲击，高频地震波衰减极快；开挖区上部的地表振速通常大于未开挖区的振速，浅埋大跨隧道爆破安伞控制应以已开挖区顶部的地表振速为准。关键词，浅埋大跨隧道；地表震动；爆破监测：减震技术中图分类号：u文献标识码lMATe锄，Abst髓ct：Baseden画neenngMiaoyasmdyr甜uctionforl盯ge—sp觚excavationpmpag撕oncha豫c劬jstictu肋e1，increases，bec跏se曲sorbedhi曲errc舀衄sh伽ldMechanics文章绩号I(1．山东大学岩土与结构工程研究中心，济南250061；2．安徽煤田地质局物探测量队，安徽宿州234000；3．中铁十三局，大连116033)LIShu—cail，ZHANGGan92，Fu．kui3Engineerin毋sh肌donguniVersity'Jjn柚250061，China；2．Geophysicalgmundregression趾alysisvibmtionmeVeIoci哆atsecurit)，controlla唱e—spanworcb：la唱e—spanmmlcl；gmund收稿口期：2006．12．1l基金项F{：国家973计划专题(No．2007CB209407)：国家自然科学基金项目(No．50539080)资助。作者简介：李利平，男，1981年生，博士研究生，主要从事地下工程突水机理和现场监测方面的研究。E．m湖：yIlⅡy卸gf抽@163．comRockSoil、，01．29No．8Aug．20081000一7598一(2008)08—2292一05456AProspecting卸dsllⅣeying116033，China)backgroundthefbrkedtunnel，mecharacteristiclarge—spanshallowpanvibrationtechn0109yhasbeenttleforresultsmollitoringVibration，themathematicalmodelVerticalbl勰tingvibratjones妇blished．Someconclusionsobtainedbyanalyzing出eyibradon0ft11egroundtI】etlledorninatingf}equencysurfacemasspointmostlyfbcuseslowf把quency'medecreasingtendencydorIlinatingma{；sisobviousWhendistancesomeeanhqual(eeanhsu—'acecoveredwimsoilcertainthjckness；thehighf士equencyabsorbedtllnnel1i11in昏soimpactingrockbecomesweal【er'meVelocit