地铁保护区内爆破施工对既有地铁隧道结构的振动影响

作者：徐庆辉; 吴军; 李耀; 闫兵

来源：城市轨道交通研究, 2023, 26(11): 79-84+93.

DOI：10.16037/j.1007-869x.2023.11.015

• 地铁隧道
• 地铁保护区
• 爆破施工
• 振动响应规律

目的：为探究地铁保护区内爆破振动对既有地铁隧道结构的影响，总结爆破振动响应规律，需研究既有地铁隧道衬砌结构对爆破地震波的动态响应规律。方法：基于青岛市某地铁保护区基坑工程的爆破施工具体案例，运用ANSYS/LS-DYNA软件建立了显动力数值计算模型，设定了模型的计算参数和炸药参数。根据基坑爆破中心与隧道衬砌结构的径向距离、爆破角度2个参数的不同取值，设置了四种工况，分别对各工况下隧道衬砌结构的振动速度(以下简称“振速”)与频率响应特征、应力响应进行了环向和纵向分布规律分析，并通过与现场实测值进行对比来验证模拟数值结果的合理性。结果及结论：振速峰值出现在距离爆心最近的衬砌结构部位；振速最大值和最小值总体呈对角线分布；隧道迎爆面的振速最大，背爆面的振速最小；爆破药量越大，振速从迎爆面到背爆面的衰减幅度越大；隧道衬砌结构应力场呈动态变化，背爆面结构拉应力值约为迎爆面的40%～50%,且呈现由爆距最小处向两侧衰减的规律；爆破振动监测点宜布置在距爆心最近处，并随着爆心方位的变化及时更换布设位置；爆破振速控制指标(1.0 cm/s)下，爆破产生的附加应力对衬砌结构带来损伤的可能性较低。

• 单位
  青岛地铁集团有限公司; 中国海洋大学; 环境科学与工程学院