大断面隧道爆破方案分区设计及其振动规律研究

摘要

大断面隧道一次爆破开挖,由于装药量大会存在强烈的爆破振动效应。依托双子山隧道工程,采用现场调研与试验方法,开展隧道上台阶大断面开挖爆破方案设计方法及振动规律研究。采用数值仿真和理论分析,对比EMD(经验模态分解)和MEEMD(基于多尺度排列熵的补充集合经验模态)分解方法在爆破振动降噪处理方面的优劣势。基于隧道分区定人的钻爆方式,提出掌子面分区爆破方案设计方法,实现了炮孔、装药与起爆段别等参数的精准确定。与EMD方法相比,考虑MEEMD与CEEMD(补充集合经验模态)的耦合,MEEMD方法能更好地去除振动信号中的间歇信号,抑制振动信号中的模态混叠现象,爆破振动降噪作用更好。分析振动信号降噪后的三维能量谱,爆破振动能量主要分布在100 Hz以下低频段,并且振动频率越低则能量越高,对地面建(构)筑物安全威胁愈大。