基于無限元邊界的輸水隧洞爆破振動對周邊高壓輸電鐵塔的安全評估與優化*

趙 勇 豆紅強 王 鵬 孫永鑫

(1.國網山東省電力公司, 濟南 250001; 2.福州大學紫金地質與礦業學院, 福州 350108;3.國網山東省電力公司經濟技術研究院, 濟南 250000)

0 引 言

近年來,隨著國內水利水電工程的蓬勃發展,作為水庫工程中的一項最為關鍵和重要的工程組成部分,輸水隧洞的建設方興未艾。當前,輸水隧洞的開挖施工仍以鉆爆法為主[1-2],由爆破產生的振動將不可避免地對周邊建(構)筑物的安全性產生不利影響。與此同時,高壓輸電鐵塔是由桿件構成的空間桁架結構,其具有剛度小、對振動荷載敏感的特點。一旦輸水隧洞鄰近既有高壓輸電鐵塔采用鉆爆法施工時,其對鐵塔塔基與塔身的爆破振動效應亟須重點關注。

事實上,國內外眾多學者已對爆破開挖施工引起的爆破振動效應及其對臨近建(構)筑物的爆破動力響應特征開展了大量研究。如田力等研究了地下隧道內的爆炸沖擊對雙層柱面網殼結構的動力響應特征[3];Xia等則依托大茂山新建隧道工程探討了爆破開挖對既有隧道的動力響應規律,并提出了基于損傷控制的質點峰值振速的安全判據[4];鄒玉君等依托白鶴灘水電站右岸壩肩以上邊坡爆破開挖工程,基于監測數據對爆破振動的影響范圍及程度進行分區,針對不同類型的房屋振動響應提出相應的振動控制措施[5]。但總體而言,當前對爆破開挖下的高壓輸電鐵塔這一柔性空間結構的動力響應仍缺乏基本研究,且研究手段仍集中在現場實測分析或基于靜力分析的數值模擬。……