李梓源， 王海亮

(山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266510)

?

“短孔卸壓降振法”對(duì)周邊孔爆破減振效果的研究

李梓源， 王海亮

(山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266510)

為了解“短孔卸壓降振法”對(duì)周邊孔最大振速的影響程度，利用多自由面削減能量的原理，首先采用ANSYS-DYNA數(shù)值模擬軟件對(duì)設(shè)置“卸壓短孔”前后的斷面模型進(jìn)行計(jì)算分析，其次結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)置“卸壓短孔”前后的隧道斷面爆破試驗(yàn)，提取爆破后的振速圖進(jìn)行對(duì)比論證，從而得出設(shè)置“卸壓短孔”前的斷面爆破振速大于設(shè)置后的斷面爆破振速的結(jié)論。結(jié)果表明： 1)使用“短孔卸壓降振法”后，斷面周邊孔振動(dòng)速度有所降低； 2)采用“短孔卸壓降振法”進(jìn)行控制爆破后，隧道開(kāi)挖輪廓線成型平整，超欠挖現(xiàn)象顯著減少。

地鐵隧道； 周邊孔爆破； 短孔卸壓降振法； 數(shù)值模擬； 試驗(yàn)； 振動(dòng)速度

0 引言

城市地鐵隧道的大規(guī)模興建使工程爆破技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。爆破技術(shù)在方便快捷服務(wù)于地下工程的同時(shí)，帶來(lái)的負(fù)面影響尤其是爆破振動(dòng)對(duì)地表建(構(gòu))筑物的擾動(dòng)已不容忽視。為此，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)控制爆破振動(dòng)做了很多研究。張湘冀等[1]運(yùn)用LS-DYNA3D程序?qū)Ψ忾]巖體中的爆炸過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬得出的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度峰值與理論公式計(jì)算出的結(jié)果基本相符； 王振毅等[2]根據(jù)某水電站地下導(dǎo)流洞拉槽爆破對(duì)于鄰洞振動(dòng)影響的測(cè)試實(shí)例，采用拉格朗日算法建立簡(jiǎn)化模型，模擬研究了隧洞開(kāi)挖爆破過(guò)程中鄰近洞室質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度特點(diǎn)； 任永強(qiáng)等[3]采用ANSYS-LS-DYNA動(dòng)力有限元數(shù)值模擬方法對(duì)爆破動(dòng)力荷載強(qiáng)度進(jìn)行了研究，證明動(dòng)力有限元數(shù)值模擬法提出的邊坡速度、位移和塑性區(qū)變化能較真實(shí)地反映動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果以及爆破振動(dòng)的擾動(dòng)作用； 操鵬等[4]利用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了精確延時(shí)控制爆破作用下不同毫秒延期時(shí)間對(duì)爆破振動(dòng)強(qiáng)度的影響； 邵珠山等[5]采用LS-DYNA動(dòng)力有限元軟件對(duì)不同凈間距時(shí)的新建隧道和既有隧道進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了小凈距下復(fù)線隧道的施工爆破對(duì)既有隧道的影響； 宋全杰等[6]通過(guò)測(cè)試爆破區(qū)后方測(cè)爆連線與層理走向不同夾角方向的一系列測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)速度值，研究出與層理走向不同夾角方向的爆破振動(dòng)衰減規(guī)律； 劉冬等[7]和黃明利等[8]通過(guò)合理調(diào)整施工工法，提出了有效的爆破振動(dòng)控制技術(shù)； 汪學(xué)清等[9]在利用中深孔光面爆破技術(shù)進(jìn)行井下巖石巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，優(yōu)化了周邊眼間距和裝藥量，使光面爆破效果更好； 呂淵等[10]通過(guò)從周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥量、炮眼直徑、炮眼間距和炮眼深度等角度出發(fā)，對(duì)光面爆破進(jìn)行了研究； 田洪文[11]結(jié)合具體的隧道工程施工實(shí)例，簡(jiǎn)要探討了光面爆破技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者多集中在利用模擬軟件或試驗(yàn)對(duì)爆破過(guò)程進(jìn)行分析計(jì)算，從宏觀角度，如隧道洞徑、圍巖條件和層理走向等，找出有關(guān)于振動(dòng)速度的規(guī)律性結(jié)論，而將2種方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行炮眼布置分析的較少； 并且對(duì)于實(shí)現(xiàn)光面爆破的手段也僅局限于改變周邊孔的參數(shù)和光爆層的厚度。結(jié)合模擬軟件與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，從斷面周邊孔布置的角度對(duì)爆破過(guò)程進(jìn)行綜合分析，不僅得出相應(yīng)減振結(jié)論，而且通過(guò)卸壓短孔將周邊孔內(nèi)炸藥的多余爆轟能量泄出，進(jìn)而減小了多余能量對(duì)隧道圍巖的影響，對(duì)實(shí)現(xiàn)光面爆破有積極意義。

1 “短孔卸壓降振法”減振原理

由巖石爆破作用原理知，爆破后的巖石向自由面破壞和移動(dòng)。增加自由面的個(gè)數(shù)，可以在明顯改善爆破效果的同時(shí)，顯著地降低爆破振動(dòng)[12]。從能量的角度分析也不難得出，隨著自由面數(shù)量的增加，爆破地震波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度峰值降低，主頻增加且主頻帶變寬，峰值能量降低； 低頻部分占總能量的比例降低，且持續(xù)時(shí)間變短[13]?；谝陨?個(gè)不同角度的分析，可知自由面越充分，爆破地震的危害效應(yīng)越低，所以，合理利用地形條件或人為地創(chuàng)造自由面，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。

周邊孔位于隧道輪廓線上，與地表被保護(hù)對(duì)象的距離最近。根據(jù)薩道夫斯基公式

(1)

式中： v為被保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)安全允許速度，cm/s； R為爆源與需要保護(hù)的建筑物之間的距離，m； Q為掏槽眼起爆時(shí)最大一段炸藥量，kg； K、α分別為與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

在其他條件不變的情況下，周邊孔與被保護(hù)對(duì)象之間的距離越小，對(duì)被保護(hù)對(duì)象的振動(dòng)、擾動(dòng)越大。利用自由面原理，在周邊孔內(nèi)部布置“卸壓短孔”，如圖1所示，從而在周邊孔內(nèi)側(cè)創(chuàng)造出新的自由面，使一部分地震波沿最小抵抗線的方向傳入“卸壓短孔”，進(jìn)而削減了傳向地面的振動(dòng)能量，起到減小振動(dòng)的作用。

圖1 “短孔卸壓降振法”爆破減振作用原理示意圖(單位： mm)

Fig. 1Workingprincipleofshort-holepressurerelievingandvibrationreductionmethod(mm)

2 基于LS-DYNA的顯式動(dòng)力時(shí)程分析

2.1 計(jì)算模型

為說(shuō)明“短孔卸壓降振法”對(duì)地表被保護(hù)建筑物的影響，利用ANSYS-DYNA有限元模擬軟件，對(duì)采用“短孔卸壓降振法”前后的隧道斷面分別建立基礎(chǔ)模型。由于隧道斷面的形狀對(duì)爆破振動(dòng)不產(chǎn)生影響[14]，從建模的可行性考慮建立帶有炮孔的2個(gè)長(zhǎng)方體模型進(jìn)行分析，模型規(guī)格均為1 m×1 m×7 m(長(zhǎng)×寬×高)。模型1為不采用“短孔卸壓降振法”周邊孔的斷面模型，在距離模型底面0.5 m處，中心對(duì)稱(chēng)向兩側(cè)設(shè)置2個(gè)間距為0.6 m、深度為1.0 m的裝藥炮孔，2個(gè)炮孔設(shè)置為同段起爆，如圖2所示； 模型2為采用“短孔卸壓降振法”周邊孔斷面模型，除了與模型1在相同位置設(shè)置2個(gè)裝藥孔外，還在距離2個(gè)裝藥炮孔中心0.2 m上方設(shè)置一個(gè)0.5 m深的空孔，如圖3所示。

模型采用solid 164實(shí)體單元，并進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，炮孔軸向和徑向方向網(wǎng)格劃分較為密集，為方便計(jì)算，其他部分網(wǎng)格劃分較為稀疏。模型1單元數(shù)為99 840，節(jié)點(diǎn)數(shù)為108 591； 模型2單元數(shù)為124 160，節(jié)點(diǎn)數(shù)為134 577。對(duì)模型進(jìn)行材料賦值，炸藥材料為乳化炸藥，參數(shù)見(jiàn)表1； 另一種為巖石材料，參數(shù)見(jiàn)表2。模型頂部邊界為固定邊界，代表地表自由面； 為減少動(dòng)荷載作用下邊界反射波的影響，其余側(cè)面邊界均設(shè)為無(wú)反射邊界。實(shí)際建模中為簡(jiǎn)化運(yùn)算，對(duì)只建立一組“卸壓短孔”和周邊孔的模型進(jìn)行計(jì)算分析。

表1 乳化炸藥性能參數(shù)

表2 巖石材料物理力學(xué)參數(shù)

炸藥爆炸后，爆轟產(chǎn)物的流動(dòng)行為將引起壓力與體積的變化，采用JWL(Jones-Wilkins-Lee)狀態(tài)方程描述爆轟C-J狀態(tài)后壓力與體積、內(nèi)能之間的關(guān)系[15]。JWL狀態(tài)方程形式為

(2)

式中： p為壓力； E為初始比內(nèi)能； V為爆轟產(chǎn)物的相對(duì)體積； A、B、R1、R2和ω均為炸藥參數(shù)。模擬中需輸入的乳化炸藥參數(shù)見(jiàn)表1。

2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析

2個(gè)模型選取相同測(cè)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)為距離爆心6.5m的模型頂面中心質(zhì)點(diǎn)，頂面為地表自由面。模型1選取質(zhì)點(diǎn)36 629作為振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，模型2選取質(zhì)點(diǎn)25 697作為振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。通過(guò)后處理軟件，分別對(duì)2個(gè)質(zhì)點(diǎn)的合振速進(jìn)行提取，振動(dòng)曲線如圖4和圖5所示。

圖4 測(cè)點(diǎn)振動(dòng)曲線圖(模型1)

圖5 測(cè)點(diǎn)振動(dòng)曲線圖(模型2)

由圖4和圖5可看出，t為0～2.3×103μs振速曲線平直無(wú)變化，對(duì)應(yīng)合振速為0cm/s，分析可知此時(shí)間段為炸藥爆炸后地震波向模擬地表的傳播階段； t=2.4×103μs后，2條曲線均呈上下波動(dòng)趨勢(shì)，且振幅隨時(shí)間依次衰減，分析可知地震波向地表自由面?zhèn)鞑サ倪^(guò)程是一個(gè)能量逐漸衰減的過(guò)程，地表質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度隨地震波傳播能量的削減而減小。

由圖4可知，模型1的最大振速出現(xiàn)在曲線t=4.2×103μs的波峰位置，對(duì)應(yīng)合振速的最大值為0.47cm/s； 由圖5可知，模型2的最大振速出現(xiàn)在曲線t=3.6×103μs的波峰位置，對(duì)應(yīng)合振速的最大值為0.26cm/s。綜上可知，模型2的合振速最大值與模型1相比有明顯的減小。經(jīng)分析得，在模型2中，距離2個(gè)炮孔中心位置0.2m處設(shè)置有一個(gè)0.5m深的中空“卸壓短孔”，根據(jù)巖石爆破作用原理[11]，地震波將朝著最小抵抗線的方向傳播，由于“卸壓短孔”內(nèi)部為空心構(gòu)造，相當(dāng)于在2個(gè)裝藥孔間創(chuàng)造了一個(gè)新的自由面，裝藥孔至“卸壓短孔”間最小距離即為最小抵抗線。裝藥孔在爆炸后，一部分爆轟能量會(huì)向“卸壓短孔”處并朝著最小抵抗線的方向溢散。因此，采用“短孔卸壓降振法”的斷面相比于傳統(tǒng)炮眼布置斷面，地震波在向地表傳播時(shí)會(huì)削減一部分能量，從而達(dá)到減振的作用。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)概況

青島地鐵延安路車(chē)站位于延安路海信立交橋南側(cè)，采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行主體部分的暗挖工程。車(chē)站為單拱雙層結(jié)構(gòu)，全包防水，車(chē)站中心里程處拱頂覆土約17m，沿延安三路南北方向布置。車(chē)站起訖里程YSK27+687.017～+885.817，施工范圍內(nèi)建筑物密集分布，位于車(chē)站西側(cè)的166號(hào)樓為毛石條形基礎(chǔ)，7層(部分為6層)磚混結(jié)構(gòu)，抗震性差，為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。延安路車(chē)站主體Ⅳ部上臺(tái)階開(kāi)挖斷面寬7.8m，高3.9m，斷面面積18.7m2。本區(qū)內(nèi)基巖以粗?；◢弾r為主，圍巖等級(jí)Ⅳ—Ⅴ級(jí)。

3.2 試驗(yàn)方案

整個(gè)隧道斷面分2次開(kāi)挖，Ⅰ部為先開(kāi)挖部分，一級(jí)掏槽眼間距為1.0m，深度為0.6m，角度為60°，單孔裝藥量為0.2kg； 二級(jí)掏槽眼間距為2.0m，深度為1.2m，角度為65°，單孔裝藥量為0.3kg； 其他輔助眼間距為0.6m，排距為0.5m，深度為1.1m，單孔裝藥量為0.2kg。Ⅰ部開(kāi)挖后，Ⅱ部再進(jìn)行爆破。Ⅱ部為試驗(yàn)部分，通過(guò)改變周邊孔設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)置“卸壓短孔”的前后方案產(chǎn)生的不同爆破效果進(jìn)行對(duì)比，以此確定模擬結(jié)果是否符合實(shí)際，減振方法是否有效。本試驗(yàn)遵循單一變量原則，方案1采用周邊孔傳統(tǒng)布孔方式，周邊孔沿隧道邊界輪廓線布置，炮孔間距為0.6m，深度為1.1m，外插角為3°，單孔裝藥量為0.2kg，雷管段位設(shè)置為兩兩一段，如圖6所示。

方案2為減振方案，除采用傳統(tǒng)布孔方式外，在距離兩相鄰周邊孔連線中心0.2m處，加設(shè)深度為0.5m的不裝藥空孔，如圖7所示。

(a) 炮眼布置示意圖

(b) 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖

3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用中科TC-4850測(cè)振儀獲取振動(dòng)數(shù)據(jù)，測(cè)振儀安放在延安三路車(chē)站主體Ⅳ部掌子面正上方靠近166號(hào)樓最近的位置。分別對(duì)方案1和方案2進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，為了提高分析效率，突出研究重點(diǎn)，僅對(duì)周邊孔起爆時(shí)產(chǎn)生的振速進(jìn)行了測(cè)量分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的炮眼布置，可知周邊孔的延期雷管段數(shù)為6～9段，即150～310ms。通過(guò)BlastingVibrationAnalysis軟件對(duì)已測(cè)振速進(jìn)行提取，方案1和方案2的振速曲線如圖8和圖9所示。

圖8 試驗(yàn)實(shí)測(cè)振速曲線(方案1)

由圖8可看出： 方案1周邊孔爆破后，整體振速為-0.35～0.37cm/s； 當(dāng)t=0.194s時(shí)，周邊孔最大爆破振動(dòng)速度為0.375cm/s。

圖9 試驗(yàn)實(shí)測(cè)振速曲線(方案2)

由圖9可看出： 方案2周邊孔爆破后，整體振速為-0.20～0.22cm/s； 當(dāng)t=0.213s時(shí)，周邊孔最大爆破振動(dòng)速度為0.221cm/s。由上述數(shù)據(jù)分析可得， 0.221cm/s<0.365cm/s，即方案2對(duì)地表被保護(hù)對(duì)象的振動(dòng)擾動(dòng)與方案1相比有所降低?？梢?jiàn)，“短孔卸壓降振法”確實(shí)對(duì)周邊孔的爆破起到了減振作用，故而從實(shí)踐的角度論證了“短孔卸壓降振法”對(duì)控制周邊孔振速的可行性。

從現(xiàn)場(chǎng)爆破效果來(lái)看，采用“短孔卸壓降振法”進(jìn)行爆破作業(yè)后，在5個(gè)爆破循環(huán)中，基本無(wú)欠挖，眼底最大超挖值為100mm，平均超挖值為50mm，斷面成型質(zhì)量良好，開(kāi)挖輪廓線平整光滑，基本無(wú)超欠挖現(xiàn)象。根據(jù)最小抵抗線原理[15]分析可知，在周邊孔爆破后，炸藥的多余能量可以沿著最小抵抗線的方向朝空孔內(nèi)自由面溢出，不會(huì)對(duì)隧道輪廓線外圍巖造成損傷。

4 結(jié)論與建議

對(duì)同段起爆的兩相鄰周邊孔進(jìn)行減振研究，引出“短孔卸壓降振法”控制爆破振速的假想，通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可得出以下結(jié)論：

1)通過(guò)利用“短孔卸壓降振法”對(duì)兩同段起爆周邊孔的爆破振動(dòng)速度進(jìn)行控制，并將數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析可知，模擬爆破最大振速由0.375cm/s降低為0.334cm/s，試驗(yàn)爆破最大振速由0.365cm/s降低為0.221cm/s，證明此減振方法有一定的參考價(jià)值。

2)因現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件復(fù)雜多變，利用ANSYS-DYNA軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算得出的振速結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有一定的偏差，但數(shù)值模擬所得數(shù)據(jù)曲線仍可顯示出大致趨勢(shì)。

3)地鐵隧道因其埋深較淺，除考慮掏槽眼帶來(lái)的振動(dòng)外，還應(yīng)注意對(duì)地表被保護(hù)對(duì)象較近的周邊孔進(jìn)行控制。

4)采用“短孔卸壓降振法”進(jìn)行周邊孔控制爆破，對(duì)保證隧道輪廓線成型平整，減少超欠挖現(xiàn)象具有積極意義。

5)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，若有條件建議對(duì)裝藥眼進(jìn)行堵塞，可進(jìn)一步改善爆破效果。

[1] 張湘冀,石少卿,尹平,等.爆炸地震波對(duì)地面結(jié)構(gòu)影響效應(yīng)的數(shù)值模擬[J].爆破,2004,21(1): 5-8.(ZHANGXiangji,SHIShaoqing,YINPing,etal.Numericalsimulationoftheeffectofblastingseismicwavesongroundstructure[J].Blasting, 2004, 21(1): 5-8.(inChinese))

[2] 王振毅,李靜,胡銳.基于LS-DYNA的某鄰近洞室爆破振動(dòng)模擬分析[J].爆破,2010,27(1): 104-106.(WANGZhenyi,LIJing,HURui.SimulationandanalysisofblastingvibrationnearchamberbyLS-DYNA[J].Blasting, 2010, 27(1): 104-106. (inChinese))

[3] 任永強(qiáng),張家銘,李曄,等.基于數(shù)值模擬技術(shù)的爆破動(dòng)力荷載對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2013(5): 262-268.(RENYongqiang,ZHANGJiaming,LIYe,etal.Studyofinfluenceofblastingdynamicloadonslopestabilitybasedonnumericalsimulation[J].JournalofNaturalDisasters, 2013(5): 262-268.(inChinese))

[4] 操鵬,鐘冬望,何理,等.臨近邊坡精確延時(shí)控制爆破實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2016,16(3): 6-10.(CAOPeng,ZHONGDongwang,HELi,etal.Experimentalandnumericalsimulationstudyofcontrolledblastingwithprecisiondelaytimenearbyslope[J].ScienceTechnologyandEngineering, 2016,16 (3): 6-10. (inChinese))

[5] 邵珠山,李萍萍,王新宇.小凈距隧道爆破振動(dòng)危害的主動(dòng)控制研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào),2014(2): 230-235.(SHAOZhushan,LIPingping,WANGXinyu.Activecontrolofblast-induceddamageoftunnelswithsmallspacing[J].ChineseJournalofAppliedMechanics, 2014(2): 230-235.(inChinese))

[6] 宋全杰,李海波,李俊如,等.層理對(duì)爆破振動(dòng)傳播規(guī)律的影響[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2012,31(10): 2103-2108.(SONGQuanjie,LIHaibo,LIJunru,etal.Influenceofstratificationonattenuationlawofblastingvibration[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering, 2012, 31(10): 2103-2108.(inChinese))

[7] 劉冬, 高文學(xué), 侯炳暉.淺埋隧道爆破開(kāi)挖與控制技術(shù)研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2013,9(增刊1): 1730-1733.(LIUDong,GAOWenxue,HOUBinghui.Blastingexcavationandcontroltechnologyofshallowburiedtunnel[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering, 2013, 9(S1): 1730-1733.(inChinese))

[8] 黃明利,孟小偉,譚忠盛,等.淺埋隧道下穿密集房屋爆破減震技術(shù)研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2012,8(2): 423-427.(HUANGMingli,MENGXiaowei,TANZhongsheng,etal.Researchontheblastingshockabsorptiontechnologyforshallow-buriedtunnelunder-traversingthedensehouses[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering, 2012, 8 (2): 423-427.(inChinese))

[9] 汪學(xué)清,宗爽.中深孔光面爆破周邊眼間距問(wèn)題的研究[J].煤炭技術(shù), 2014, 33(2): 61-63.(WANGXueqing,ZONGShuang.Researchoninter-holedistanceofneighboringholeformedium-deep-holesmoothblastingtechnology[J].CoalTechnology, 2014, 33(2): 61-63.(inChinese))

[10] 呂淵,張登龍.光面爆破施工中關(guān)于周邊眼參數(shù)的探討[J].煤礦爆破,2002(1): 6-9.(LYU Yuan, ZHANG Denglong. Study of peripheral hole parameters of smooth blastingl[J]. Coal Mine Blasting, 2002(1): 6-9. (in Chinese))

[11] 田洪文.控制爆破技術(shù)在隧道工程中的運(yùn)用[J].公路交通科技, 2016 (6): 253-254.(TIAN Hongwen. Application of controlled blasting technique to tunnel engineering[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2016 (6): 253-254. (in Chinese))

[12] 王海亮.工程爆破[M].北京： 中國(guó)鐵道出版社,2010.(WANG Hailiang. Engineering blasting[M]. Beijing: China Railway Publishing House, 2010.(in Chinese))

[13] 池恩安,趙明生,梁開(kāi)水,等.自由面數(shù)量對(duì)爆破地震波時(shí)頻特性影響分析[J].爆破,2013,30(2): 16-20.(CHI En’an, ZHAO Mingsheng, LIANG Kaishui, et al. Influence of number of free surface on time-frequency characteristics of blasting seismic wave[J]. Blasting, 2013, 30(2): 16-20.(in Chinese))

[14] 王繼榮,楊影.淺談?wù)谱用嫘螤顚?duì)隧洞爆破的影響[J].水利水電技術(shù),2004,35(7): 61-62.(WANG Jirong, YANG Ying. The effect of heading face geometry on the blasting of tunnel[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2004, 35(7): 61-62.(in Chinese))

[15] 高蔭桐,龔敏,譚權(quán),等.定向爆破拋擲距離與最小抵抗線關(guān)系研究[J].爆破,2004,21(3): 1-4.(GAO Yintong, GONG Min, TAN Quan, et al. Relationship between casting distance and burden in directional blasting[J]. Blasting, 2004, 21(3): 1-4. (in Chinese))

Study of Influence of Short-hole Pressure Relieving and Vibration Reduction Method on Blasting Vibration Reduction Effect of Peripheral Holes

LI Ziyuan, WANG Hailiang

(KeyLaboratoryofMineDisasterPreventionandControl,ShandongUniversityofScience&Technology,Qingdao266510,Shandong,China)

In order to study the influence of short-hole pressure relieving and vibration reduction method on the blasting vibration reduction effect of peripheral holes, the tunnel cross-section model before and after setting pressure reducing short holes are calculated and analyzed by ANSYS-DYNA numerical simulation software; the blasting tests are carried out on tunnel cross-section before and after setting pressure reducing short holes; and then comparison is made on vibration velocity diagrams collected before and after setting of pressure reducing short holes. The results show that: 1) The blasting vibration velocity of peripheral holes after using short-hole pressure relieving and vibration reduction method is smaller than that before using short-hole pressure relieving and vibration reduction method. 2) The tunnel excavation contour line goes smooth and shaped; and the overbreak and underbreak times have been reduced by using short-hole pressure relieving and vibration reduction method.

Metro tunnel; blasting of peripheral holes; short-hole pressure relieving and vibration reduction method; numerical simulation; test; vibration velocity

2016-07-28;

2016-09-27

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10672091)； 青島巿建委科技項(xiàng)目資助(JK2013-4)

李梓源(1991—)，男，河北邢臺(tái)人，山東科技大學(xué)地下空間工程與安全專(zhuān)業(yè)在讀碩士，研究方向?yàn)榈叵驴臻g工程與安全、爆破安全。E-mail: shankelzy@163.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.03.009

U 455.41

A

1672-741X(2017)03-0315-06