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(2)炮孔直径(D)选用直径为40mm的钻头,则取孔径D=40mm㊂(3)钻孔深度(L)根据经验公式,有L=H/sinα+h(1)式中　L 钻孔深度/m;H 台阶高度/m;α 钻孔倾角/(°);h 超深/m(超深公式h=(0.1~0.15)H,实际情况取h=0.1~0.5m)㊂依据设备能力㊁作业条件㊁边坡坡度要求,选择合适的钻孔角度㊂已知台阶高度为1.0~4.5m,则取L=1.1~5.0m㊂施工时,应根据实际情况适当调整炮孔深度参数,以确保孔底位于设计的台阶平面上㊂(4)底盘抵抗线(W底)根据经验公式,有W底=(30~50)×D 在坚硬难爆的岩体中,或台阶高度H较高时,计算时应取较大的系数㊂施工时一般取W底=0.8~1.5m㊂(5)标准单位炸药消耗量(q)根据本工程区内岩石的性质㊁构造等因素,q取0.4kg/m3㊂在实际操作过程中,应根据岩石性质的改变及时进行必要的调整㊂应根据开挖台阶高度㊁抵抗线㊁岩石坚硬程度的不同,计算合理的装药量㊂当单位炸药消耗量(q)为0.4kg/m3时,可参考表1进行参数选取㊂表1　浅孔爆破参数(D=40mm)台阶高度H/m炮孔深度L/m钻孔超深h/m炮孔间距a/m炮孔排距b/m单孔装药量Q/kg前排后排1.01.10.11.00.80.320.351.51.70.21.10.90.590.652.02.20.21.21.00.961.063.03.30.31.31.11.721.903.53.80.31.31.12.02.24.04.50.51.41.22.72.96 4.55.00.51.41.23.023.3 2.2　爆破振动对高速桥的理论影响分析隧道洞口所穿越地层为Ⅴ级围岩,根据‘爆破安全操作规程“[13],取K=150,α=1.5㊂最大单响药量为13.5kg,按Q=20kg计算,爆破区距绕城高速约147m,有v=0.5cm/s,小于允许振速v=8cm/s㊂从理论上分析,隧道爆破对于高速公路桥梁无安全性影响㊂3　爆破施工对既有建筑动力响应的数值仿真分析3.1　模型的建立根据金钱龙隧道进口周围建筑物(主要考虑绕城高速下白岩桥桥面及桥桩)的相对位置关系(如图2)及隧洞与周围建筑物的实际尺寸,运用FLAC3D建立几何模型㊂模型尺寸为400m×700m×137m,共计718604个单元㊂本次数值计算中,假设岩体为均一㊁连续的弹性介图2　金钱龙隧道入口几何模型质,采用摩尔-库伦准则对本构模型进行简化,动力计算边界条件采用粘滞边界条件,模型的前后㊁左右㊁底部边界均施加粘滞边界条件,上边界采用自由约束条件㊂岩石主要力学参数见表2㊂表2　岩石主要力学参数密度/(kN /m 3)弹性模量/GPa 泊松比内摩擦角/(°)黏聚力/kPa 201.30.3725453.2　爆破振动监测点的布置桥面监测点分左右线布置,间隔25m,左线布置监测点14个,右线布置监测点5个㊂桥桩监测点布置于中间桥桩,对桥桩中部㊁底端两个位置进行监测,监测点编号与桥面编号方向相同㊂左线监测点共计2×14=28个,右线监测点共计2×5=10个(如图3)㊂图3　绕城高速下白岩桥桥桩3.3　爆破荷载模拟(1)爆破峰值荷载时间爆破荷载以动力加载的方式进行模拟㊂常用的加载方式有两种:①按照炸药爆轰理论计算炮孔压力,直接将爆炸荷载作用于炮孔壁上;②利用经验公式计算动荷载,按照三角形脉冲波施加于开挖边界㊂考虑到隧道掘进爆破的质量要求,爆破一般不会造成开挖区边界的围岩破裂(围岩属于弹性变形)㊂因此,在隧道爆破振动效应模拟中,多采用经验公式计算动荷载,按照三角形脉冲波施加于开挖边界㊂从形式上来看,三角形脉冲波动荷载是爆炸冲击简化荷载的一种延伸,常用的三角形脉冲波爆破动荷载峰值较小,一般假定加载时间为8~12ms,卸载时间为40~120ms,即卸载时间为加载时间的3~15倍㊂(2)爆破峰值荷载在隧洞爆破施工过程中,第一段位炸药爆破仅基于一个临空面的条件,能量损失较小,而后续爆破时临空面较多,能量损失较大,故一般情况下,第一段位炸药爆破作用在围岩上的能量最大,产生的地震波效应也最大㊂以下主要模拟掏槽孔爆破对既有隧洞的影响㊂根据Hsin yu low,Hong hao [14]对现有众多爆破荷载峰值公式的统计分析,爆破荷载的应力峰值P max (开挖边界)可采用经验公式求解,有P max =139.97Z +844.84Z 2+2154Z 3-0.8034(2)Z =R */Q 1/3(3)式中　Z 比例距离;R * 爆心至荷载作用面的距离;Q 炸药量㊂根据经验公式,对开挖边界爆破荷载峰值进行估算[15]㊂Ⅴ级围岩隧道进口段采用预留核心土法施工:进尺1.2m 左右,单段最大药量为13.5kg,R *采用等效面积法,取4.51m,得Z =1.894,荷载峰值P max =625580.9Pa㊂爆破时程如图4所示㊂图4　爆破时程(3)爆破阻尼本次计算采用瑞利阻尼,根据经验,岩土体的阻尼比参数取0.5%,振动主频取100Hz㊂3.4　数值计算结果分析数值计算中时间步长取0.001s;共计算1000步,计算时长为1s㊂(1)桥面数值仿真计算结果隧道进口处爆破对绕城高速下白岩桥桥面影响云图如图5所示㊂绕城高速下白岩桥左线桥面监测点振动速度如图6所示㊂图5　对绕城高速下白岩桥桥面的影响云图图6　左线桥面监测点振动速度时程曲线绕城高速下白岩桥右线桥面监测点振动速度如图7所示㊂图9　左线桥桩中部监测点振动速度时程曲线(2)桥桩数值仿真计算结果通过FLAC 数值模拟计算,隧道进口处爆破对绕城高速下白岩桥桥桩的影响如图8所示㊂绕城高速下白岩桥左线桥桩中部监测点振动如图9所示㊂绕城高速下白岩桥左线桥桩下部监测点振动速度如图10所示㊂图7　右线桥面监测点振动速度时程曲线图8　对桥桩的影响云图绕城高速下白岩桥右线桥桩中部监测点振动速度如图11所示㊂绕城高速下白岩桥右线桥桩下部监测点振动速度如图12所示㊂根据数值模拟结果可知:(1)爆破对绕城高速下白岩桥桥面产生的振速最大值为1.3cm /s(左线)㊁1.6cm /s(右线),均处于安全设计振速(2.5cm /s)以下㊂(2)因承台的固定作用,爆破对绕城高速下白岩桥桥桩中部和下部影响相对较小,爆破产生的振速不超过0.6cm /s,远小于安全设计振速(2.5cm /s)㊂4　数值计算结果与现场实测数据对比分析选取了下白岩桥右线桥面3个测点及3个中下部桥桩测点进行现场监测,以爆破振动速度的峰值来描述振动强度㊂现场爆破振动峰值速度监测数据与数值图10　左线桥桩下部监测点振动速度时程曲线图11　右线桥桩中部监测点振动速度时程曲线图12　右线桥桩下部监测点振动速度时程曲线计算结果对比如表2㊂表2　数值计算结果与实测数据对比分析测点数值计算/(m/s)现场实测/(m/s)桥面测点30.01620.014桥桩测点3中0.00540.0051桥桩测点3下0.00550.0053由表2可知,数值计算结果与现场实测结果基本吻合㊂5　结论对下白岩桥桥面及桥桩的振动情况进行了数值模拟分析及现场实测,模拟结果与现场实测数据基本吻合㊂从现场实测数据看,爆破振动速度均小于安全设计振速,爆破振动对下白岩桥安全影响不大,可通过控制炸药量及优化爆破参数保证其安全㊂参考文献[1]　李胜林,方真刚,杨瑞,等.浅埋地铁隧道爆破施工引起的地表振动规律分析[J].爆破,2019,36(2):111116,130. 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