隧道爆破对临近电塔动力影响分析_陶伟.pdf
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1、为研究某高铁隧道爆破施工对附近两座高压电力铁塔的动力影响,运用有限元软件Midas/GTS建立考虑断面分区爆破以及爆破孔分布的精细化二维模型。考虑以铁塔与爆源直线距离最近、单响炸药量最大为最不利工况,采用时程分析法分析计算电力铁塔塔基的最大振速。数值模拟结果表明:爆心距离越近,铁塔塔基振速越大;炸药量越大,铁塔塔基振速越大。该工程的两个电力铁塔塔基振速满足规范限值要求,说明实际炸药量控制合理,该研究结果可供其余相似工程参考。关键词:隧道爆破 高压铁塔 数值模拟 振动速度中图分类号:U25文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)08-0138-04Analysis of the
2、Influence of Tunnel Blasting on the Power of Adjacent Electric TowersTAO Wei1 SHI Qianhong2(1.Hangzhou Metro Group Co.Ltd.,Hangzhou,Zhejiang Province,310020 China;2.PowerChina Huadong Engineering Co.Ltd.,Hangzhou,Zhejiang Province,310000 China)Abstract:In order to study the impact of the blasting co
3、nstruction of a high-speed railway tunnel on the power of two nearby pylons,the finite element software Midas/GTS is used to establish a refined two-dimensional model which considers the zonal blasting of the cross-section and the distribution of blast holes.Considering to take the closest straight-
4、line distance between the tower and the blasting source and the largest single-sound explosive charge as the most unfavorable working condition,the maximum vibration velocity of the power tower base is analyzed and calculated by time history analysis.Numerical simulation results show that the closer
5、 the distance of the blasting center is,the greater vibration velocity of the tower base is,and that the greater the explosive charge is,the greater the vibration velocity of the tower is.The vibration velocity of two power tower bases of this project meets the requirements of the specification limi
6、t,showing that the actual explosive charge control is reasonable.This research result can be used as a reference for other similar projects.Key Words:Tunnel blasting;Pylon;Numerical simulation;Vibration velocity高速铁路施工过程中常常穿越山区,会临近或下穿一些对沉降或振动敏感的建(构)筑物。在隧道爆破掘进过程中,爆破引起地表建筑物的振动,当建(构)筑物振速达到临界值时,会发生不同程度的损
7、坏1-4。针对隧道爆破对周边建(构)筑物的影响问题,许多学者进行了相关的研究。王佳辉等人5利用Midas/GTS结合建立了隧道工程有限元模型,将爆破引起的引水渠振动速度数值模拟结果与现场监测结果进行了比较,结果表明:引水渠的切向振动速度最大,径向振动速度次之,垂直振动速度最小;三者的最大振动速度出现在切割孔处。武泽6的研究表明隧道爆破时地面建筑主要承受水平拉应力,振动速度不能充分反映建筑结构的受力状态,表明建筑的竖向振动速度远大于横向,随着时间和距离的增大,振动速度DOI:10.16661/ki.1672-3791.2210-5042-4387通信作者:陶伟(1987),男,硕士,工程师,主要
8、从事市政工程管理工作,E-mail:。138安 全 与 防 灾 2023 NO.8 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATIONSCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯科技资讯迅速衰减。当隧道临近高压输电铁塔时,爆破会使地表的高压铁塔塔基产生振动,甚至导致铁塔结构失稳,影响输电安全。所以研究隧道爆破对临近高压铁塔的影响有重大意义。肖欣欣等人7结合某隧道工程,运用FLAC3D进行数值模拟,研究分析了铁塔塔基的沉降及质点振动速度;伍岳等人8结合某在建高速公路隧道工程,对临近高压铁塔塔基质点爆破振动进行了现场监测,研究了高压铁塔的振动响应特
9、征。目前,国外工程中进行爆破数值模拟计算时,常采用均布压力的形式将爆破动荷载垂直作用在隧道开挖的轮廓面上。针对目前爆破荷载数值模拟中施加荷载方法与实际有较大的差别,张玉成等人9基于圣维南荷载等效原理,研究了爆破荷载等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟真实的爆炸作用。研究表明,等效荷载施加方法在中远区振动吻合得较好,但在近区存在较大差异。所以,针对隧道和铁塔距离较近的工程应建立考虑断面分区爆破以及爆破孔分布的精细化二维模型,以精确评估隧道爆破对铁塔的影响。1 工程概况新建隧道全长467.18 m,隧道围岩、级分布。从进口掘进施工,明洞段采用明挖法
10、施工,暗挖段采用钻爆法开挖。各作业面分别配备大型机械作业。开挖采用钻爆法掘进,级围岩采用台阶法施工,级围岩采用三台阶法施工,级围岩采用三台阶临时仰拱法施工。1#铁塔塔型为酒杯塔,塔高91.6 m,部高程约为248 m,铁塔与隧道最小水平距离为32 m,与隧道顶最小垂直距离约为39 m。考虑桩基深度7.9 m,根开半径2.1 m。2#铁塔塔型为干字塔,塔高66 m,底部最小高程约为290 m,与隧道最小水平距离约为19 m,与隧道顶最小垂直距离约为41 m。考虑桩基深度10.8 m,根开半径2.3 m。2 数值模型及荷载2.1 几何模型该文采用Midas/GTS软件对隧道爆破开挖进行二维模拟。计
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