近鄰緊貼既有結構地下工程安全爆破施工技術研究

序
前言

第1章 緒論 1
1.1 爆破工程的研宄背景及意義 1
1.2 爆破工程的國內外研究現狀 2
1.2.1 爆破振動作用下文物建築保護技術研究 2
1.2.2 緊貼既有建築物下硬岩隧道施工技術研究 4
1.2.3 爆破振動對鄰近既有隧道結構影響 7
1.2.4 爆破振動相關評判標準研究 14
1.2.5 爆破技術發展趨勢及存在的問題 17
1.3 青島地鐵3號線專案概述 18
1.3.1 車站與區間設置 19
1.3.2 沿線古文保建築群 22
1.3.3 地質條件 27
1.4 走馬崗公路隧道項目概述 28
1.4.1 專案背景 28
1.4.2 地質條件 29

第2章 地下工程爆破振動影響機制研究 30
2.1 爆破地震波的形成及其危害 30
2.1.1 爆破地震波的形成 30
2.1.2 爆破地震波的危害 31
2.2 隧道爆破對緊鄰建築物/構築物的影響因素分析 34
2.2.1 爆破振動三要素的影響 34
2.2.2 傳播介質的影響 35
2.2.3 爆破參數的影響 36
2.2.4 建築物/構築物本身特性的影響 36
2.3 爆破振動效應 36
2.3.1 爆破振動特性 37
2.3.2 爆破振動幅值強度特性及其在振動危害中的作用 37
2.3.3 爆破振動頻譜特性及其在振動危害中的作用 39
2.3.4 爆破振動持時特性及其在振動危害中的作用 40
2.3.5 爆破振動危害機制 41
2.3.6 爆破振動強度的預測 42

第3章 地鐵工程緊貼既有結構爆破技術研究 45
3.1 工程概述 45
3.2 開挖方案數值模擬研究 46
3.2.1 方案設計 46
3.2.2 模型建立 47
3.2.3 計算結果分析 49
3.2.4 施工過程優化 56
3.2.5 小結 59
3.3 爆破方案優化 59
3.3.1 原設計方案 59
3.3.2 優化方案比選 61
3.4 分區組合爆破方案 66
3.5 本章小結 70

第4章 地鐵工程下穿古建築群爆破振動判據研究 71
4.1 工程概述 71
4.2 爆破振動安全判據 73
4.2.1 我國爆破安全規程 74
4.2.2 其他國家安全判據 75
4.3 下穿文保建築隧道爆破振動安全判據試驗研究 77
4.3.1 試驗準備 77
4.3.2 爆破振動控制驗算 78
4.3.3 試驗過程 82
4.3.4 爆破方案的確定 87
4.3.5 鑽爆參數與裝藥結構 89
4.3.6 試驗資料分析 90
4.4 對文保建築進行加固 93
4.4.1 對文保建築進行評估 93
4.4.2 對文保建築的加固方案 94
4.4.3 監測結果分析 95
4.5 本章小結 102

第5章 地鐵工程下穿古建築群微振爆破技術研究 104
5.1 爆破方案優化及比選 104
5.1.1 多級複式楔形掏槽一次起爆光面爆破方案 104
5.1.2 掏槽區逐孔單獨起爆擴挖區分區域爆破方案 105
5.1.3 方案比選 106
5.2 文保建築下城市地鐵大斷面爆破開挖數值分析 107
5.2.1 ANSYS/LS-DYNA軟體介紹 107
5.2.2 數值計算模型的建立 108
5.2.3 模型材料類型和參數選取 110
5.2.4 數值模擬結果與分析 111
5.2.5 掏槽方式對振速的影響研究 114
5.3 地鐵區間穿越重要文保建築爆破綜合減振措施試驗研究 117
5.3.1 穿越重要文保建築爆破振動監測資料分析 118
5.3.2 對策-理論結合試驗 119
5.4 綜合減振技術研究 120
5.4.1 採取的各項減振技術 120
5.4.2 按綜合減振技術進行的爆破設計 121
5.4.3 爆破減振關鍵技術 126
5.5 綜合減振技術在隧道下穿文保建築物/構築物中的應用 128
5.5.1 爆破方案的選擇 128
5.5.2 爆破參數的選擇 129
5.5.3 單段最大藥量的確定 130
5.5.4 爆破網路設計 130
5.5.5 爆破振速監測結果 130
5.6 本章小結 136

第6章 近距離隧道爆破振動相互影響模擬研究 137
6.1 材料模型及演算法 137
6.2 圍岩條件對隧道爆破振動的影響 138
6.3 爆破方案對隧道爆破振動的影響 140
6.4 隧道淨距對隧道爆破振動的影響 142
6.5 開挖跨度對隧道爆破振動的影響 142
6.6 相對位置對隧道爆破振動的影響 143
6.7 既有隧道結構對隧道爆破振動的影響 147
6.8 本章小結 148

第7章 近距離隧道爆破振動回應特性研究 150
7.1 近距離隧道爆破振動測試 150
7.2 隧道爆破對既有隧道的影響研究 153
7.2.1 工作面前方爆破振動特性 157
7.2.2 工作面後方爆破振動特性 161
7.2.3 工作面前後振動對比分析 165
7.2.4 隧道斷面上的爆破振速分佈特徵 170
7.2.5 小結 172
7.3 爆破振動在開挖隧道內的振動回應特性研宄.172
7.3.1 爆破方案對隧道結構振動的影響分析 173
7.3.2 圍岩條件對隧道爆破振動的影響研究 177
7.3.3 爆破振動隧道斷面分佈特徵 182
7.3.4 小結 182
7.4 本章小結 183

第8章 近距離隧道爆破振動監測與控制研究 185
8.1 走馬崗公路隧道爆破振動監測 185
8.1.1 工程背景 185
8.1.2 監測結果分析 187
8.2 走馬崗公路隧道爆破方案設計與驗證 190
8.2.1 爆破方案設計 190
8.2.2 爆破方案驗證 192
8.3 走馬崗公路隧道爆破施工穩定性分析 196
8.3.1 數值模擬分析 196
8.3.2 原位試驗驗證 199
8.3.3 試驗結果分析 201
8.4 本章小結 205
參考文獻 206