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重庆市轨道3号线工贸暗挖车站减振支护技术探究 　　摘要：近年来，地下工程正在城市里面的兴建，地下建筑对临近建筑的影响越来越常见。减少施工过程中的爆破振动成为国内外研究的热点问题。又由于对爆破破岩机理的理论认识仍然亟待解决和完善，所以增加了爆破振动研究的困难。本文以重庆市轨道交通3号线工贸暗挖车站为依托，利用ANSYS有限元软件可以在开挖前对其进行数值模拟，研究减震孔对降低爆破振动的作用。 关键词：轻轨车站；减震孔；大直径水平掏槽；地表振动速度；数值分析 中图分类号：U239.3 文献标志码： 文章编号： 1、前言 近年来，地下工程正在城市里面的兴建，地下建筑对临近建筑的影响越来越常见。随着政府部门的关注和公民环保意识的增强，减少施工过程中的爆破振动成为国内外研究的热点问题。又由于对爆破破岩机理的理论认识仍然亟待解决和完善，所以增加了爆破振动研究的困难。本文以重庆市轨道交通3号线工贸暗挖车站为依托，研究减震孔对降低爆破振动的作用。 2、工程概况 本站位于重庆市南岸区工贸大楼主楼（砼22F/－1F）的南侧，在工贸大楼裙房楼（砼2F）之下，车站主体结构暗挖段为拱形隧道结构。车站的北侧是海铜公路、国际会展中心，东侧为南坪北路，西南侧接上海城。本站暗挖段设计起止里程SK5+684.639～SK5+808.589，车站暗挖段总长123.95m。设计为该里程范围内车站暗挖主体结构工程。车站暗挖段（SK5+684.639～SK5+808.589）采用新奥法施工，主体结构采用复合式衬砌结构，曲墙拱形断面型式，等截面封闭衬砌。洞内结构采用框架结构，框架与衬砌结构的连接采用刚性连接。 图2.1开挖典型断面 接下来把上图（图2.1）中左上角开挖断面（“1”部分）选为典型计算断面运用大型有限元程序ANSYS/LS-DYNA进行模拟分析和比较。 3、建立ANSYS模型 本站周边眼炮眼布置采用经验公式和工程类比法确定，采用隔孔装药[23]。炮眼间距E=100cm，炮眼直径d=40mm，抵抗线W=100cm，炮眼布置和参数值见表4.1。 目前，爆破对岩体损伤作用研究成果中，许多研究把掏槽炮孔爆破对岩体的破坏作用当成主要作用，而没有考虑到辅助炮孔和周边孔爆破对岩体的破坏作用。为了能更实际的体现岩体的损伤过程，本文将考虑到辅助炮孔和周边孔爆破时对岩体的破坏作用。 表4.1炮眼布置和参数值 本次模型计算取岩土计算范围150m×66m×6m，由于岩体实际边界情况是无限边界，而计算模型取的是无限岩体的一部分，在模型中需对边界人为处理。为了消除人工边界处的反射波对结构动力响应的影响，计算过程中除了顶面没有设置约束外，其余五个面设定为无反射边界条什。有限元模型单元采用六面体单元，围岩单元类型均采用solldl64单元。模型计算总装药量40kg,开挖起爆顺序为掏槽孔—辅助孔—周边孔。 图4.3计算模型网格 从图4.15~图4.18可得出工贸车站开挖爆破时，地表面水平方向不同节点的X方向最大振动速度为0.07cm/s,Y方向最大振动速度为0.1cm/s,Z方向最大振动速度为0.12cm/s,最大合振动速度为0.12cm/s。从上数据得出，沿着地表面水平方向不同节点的远离起爆点，振动速度减小。 4、计算结果分析 本次模拟总装药量40kg,光面爆破开挖起爆顺序为掏槽孔—辅助孔—周边孔。在现有的装药量情况下，由于起爆点与地表距离18m，计算所得震动影响较小。 ①地表面接触处最大振动速度为0.12cm/s，随着与起爆点的距离越远爆破振动速度不断减小。根据《爆破安全规程》，爆破对周边建筑物的震动安全允许标准不得大于2.5cm/s，本次计算结果最大振动速度小于安全允许标准。 ②地表正上方的合振速度峰值为0.12cm/s，而隧道拱顶的合振速度峰值为0.48cm/s，前者仅为后者的1/4。由于地震动效应在不断地衰减，距离起爆点越远，爆破振速越小。尤其在竖直方向上几乎每隔一段距离峰值会成倍减小，即地表的振动峰值远小于岩体中起爆点附近的振动峰值。 ③爆破影响区地表各点振速大小、衰减波形基本一致，起爆点正上方的振动速度基本能代表该地区地表的振动情况。 ④10ms以前的爆破振速峰值大，下降快，在此以后的爆破振速峰值小，衰减慢。具体来讲，前15ms振速峰值减小了3倍左右，0ms~5ms的斜率接近90度，峰值迅速增大，此后峰值开始减小。5ms~10ms的斜率约为60度，10ms~20ms斜率为0，峰值基本不变，此后的斜率略大于0度，振速峰值在0.02cm/s以下并且缓慢减小，40ms以后波形明显变疏。 ⑤与普通光面爆破各个时间段的振动峰值作比较，会发现受地震动效