湖北省十白高速公路宋家湾隧道爆破振动监测分析.pdf

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1、案例分析湖北省十白高速公路宋家湾隧道爆破振动监测分析朱枫（福建路桥建设有限公司，福建福州350003）摘要：十白高速公路宋家湾隧道为连拱短隧道，隧道爆破会对既有隧道的围岩稳定性造成较大的影响。为确定合理的爆破装药量以确保围岩在爆破振动时的稳定性，通过现场监测，得到了隧道爆破围岩的振动速度与振动频率，由此提出了确保工程稳定的合理装药量，研究成果为隧道的顺利施工提供了科学依据。关键词：隧道爆破；振动监测分析中图分类号：U455.6文献标识码：A文章编号：1674―3024（2015）05―67―04率，最终以

2、频率和振动速度两个指标评估隧道爆破作业振动1宋家湾隧道工程概况效应。十白高速公路宋家湾隧道为一座高速公路双连拱短隧3.2测试系统分析软件道，位于湖北省十堰市郧县鲍峡镇宋家湾村境内，轴线方向根据本次测试目的，对振动信号分析软件的总体要求约260°，呈近东西向展布。里程桩号K40+334～K40+632，是：①要求分析软件能自动、方便地找到各分段爆破的峰值全长298m，最大埋深约47m，Ⅳ级围岩200m，占67.1%，振动速度，使一次爆破振动记录能得到更多的信息量；②能Ⅴ级围岩98m，占32.9%。对振动波形

3、作微分、积分处理。因振动速度微分一次可得加隧道属构造剥蚀丘陵-低山地貌区，位于秦岭褶皱系东速度波形，积分一次可得位移波形。加速度和位移参量的获段，出露基岩为中元古界武当山群（Pt2wd）片岩，片理产得，对评价爆破振动安全提供了补充依据；③能对波形进行状335°∠50°，片岩片理走向与隧道轴线呈较小角度相交，FFT变换求功率谱。FFT变换求功率谱可确定振动的主振频节理裂隙发育，岩体较破碎。在施工爆破作业的扰动下，会率，主振频率对振动安全性评价有重要意义；④能进行速度对隧道初期支护、二次衬砌以及岩体稳定性造成

4、不同程度上矢量求和，对三个方向的速度分量求和，可得合速度的最大的影响，易出现局部垮塌的现象。为了最大程度降低爆破施值，它更能全面反映振动强度大小；⑤方便的信息输入、存工的负面影响，为安全生产提供指导，项目部专项组织进行储、分析处理数据。了现场的爆破振动监测，进行系统的爆破振动研究。按上述要求,并结合爆破振动基本物理特征，本次分析软2测试目的件采用TOPVIEW-2000虚拟仪器软件（相关界面见图1）。本次爆破测试的目的主要是明确现行的爆破施工作业方式对初期支护和二次衬砌结构的影响，实施及时可靠的爆破安全监

5、测。采取有效的监测手段可以对爆破过程实施全过程隧道支护结构振动响应情况，及时反馈，修正爆破方案和爆破参数，指导后续施工。3爆破振动的测试指标与测试系统图1TOPVIEW2000虚拟仪器软件界面3.1测试指标该软件集控制采集、读取数据、显示波形、数据处理、爆破所引起的振动是一个非常复杂的随机变量，爆破地存盘、打印及通讯等功能于一体，操作直观、便捷。目前已震波振动强度可用介质质点运动各物理量衡量，如位移、加广泛应用于实验室、生产现场或野外对冲击、振动、爆炸、速度、速度等。但用哪一种量作为衡量地震波强度的标准最

6、放电、燃烧等原因引起的压力、应力、位移、冲击波、声波、合适，至今仍无定论。大量观测表明，爆破地震破坏程度与电磁波、温度、速度、加速度等各种动态过程进行实时记录、振动速度大小的相关性比较密切，故在实际工作中，大都采数字信号处理与分析。使用TOPVIEW-2000虚拟仪器软件用质点振动速度作为衡量地震波强度的标准。但1992年以的突出优势在于该软件有着完善可靠的信号处理功能：①时来的40多次硐室大爆破以及许多市区控制爆破实践证明，域分析方面：波形跟踪、一次微分、一次积分、相关分析、对于爆破振动，采用振动速度这

7、个单一判据是十分片面的，波形倒向、波形相加、波形相减、波形相乘、数字滤波、矢频率响应、药量等也是不可缺少的重要因素。《爆破安全规量叠加、直线滑动平均等；②频域分析方面：FFT幅度谱、程》（GB6722-2003）规定了爆破振动判据为震速和频率两FFT相位谱、功率谱、传递幅度谱、传递相位谱、Chirp_Z项物理量，因为幅值和频率是描述振动效应的最基本的物理变换等。量，震速可以代表振动幅值，而频率则是被保护物对振动的4爆破振动的监测反应。测试过程中，为获取宋家湾爆破作业对隧道支护结构影监测时间：2011年07

8、月09日22时响程度，在隧道正常施工爆破参数的基础上，结合采场周围4.1爆破参数及测点布设的地质地形特点，采用质点振动速度作为本次爆破振动效应本次爆破工程作业区域位于宋家湾隧道左洞掌子面岩测试的测试量。同时对获取波形进行频谱分析，获取主振频体，主要为爆破开挖上导洞的岩体。此次爆破采用分段延时672015年第5期建筑建材装饰案例分析起爆网络，总药量为24kg，分为6段，单段最大药量为4kg。返浆测控仪返浆返浆测控仪高返浆进速高进