基于能量法的连拱隧道钻爆施工对围岩损伤影响分析

以采用无导洞钻爆法施工的云南省武定至易门高速公路三台坡连拱隧道工程为依托，针对爆破施工对无导洞连拱隧道围岩造成损伤的问题，利用能量衰减公式推导隧道围岩振动速度衰减公式；采用FLAC^3D软件计算分析实际工程围岩振动速度以验证理论推导公式的准确性，并计算分析在爆破荷载作用下连拱隧道围岩、中墙的振动速度和振动位移的变化规律。研究结果表明：振动速度的理论计算结果和数值模拟结果之间的相对误差较小，说明基于理论推导得到的隧道围岩振动速度计算公式是可靠的；爆破过程中产生的能量以地震波的形式向外传播，当地震波传至地表仍未完全衰减时，未完全衰减的能量将以反射波的形式继续衰减；爆破施工过程中围岩振动速度和振动位移最大值均位于距掌子面6 m的已开挖区隧道拱顶围岩处，未支护情况下隧道拱顶8 m范围的围岩振动速度大于63.5 cm·s^-1，围岩处于损伤的状态，因此在爆破施工过程中应对已开挖区围岩进行预加固。     

紧邻营运隧道爆破振动控制技术

新建隧道与既有隧道会因为其距离较近导致新建隧道开挖爆破产生的地震波危及既有隧道衬砌结构的安全和稳定。本文根据隧道爆破振动影响控制标准,分析了隧道爆破振动强度的影响因素,提出了降低爆破振动的技术措施,使新建隧道开挖施工爆破中的既有隧道振动速度值控制在安全范围以内,确保隧道开挖作业安全、顺利地进行。可为今后类似工程的设计与施工提供参考与借鉴。     

岩溶隧道爆破安全振速的数值模拟研究

对岩溶隧道采用钻爆法开挖施工,溶洞的存在对隧道爆破安全有直接影响。笔者以白须公1#隧道溶洞段爆破开挖为背景,采用MIDAS/GTS软件数值模拟了岩溶隧道爆破开挖对溶洞围岩的影响,利用国际上常用的衰减公式对溶洞围岩质点振动速度进行了拟合,分析爆破地震波在围岩中的衰减规律。对比溶洞附近隧道上台阶全断面开挖爆破地震波的传播规律和临空面的夹制作用对地震波传播的影响,探讨岩溶隧道爆破溶洞围岩质点安全振动速度。     

横通道开挖对老隧道受力影响的监测分析及控爆措施

新老隧道人行横通道爆破施工控制技术在国内可供借鉴的方法较少。以广清高速公路扩建工程天坪岭新老隧道拼接人行横通道施工为例,对隧道工程开挖施工爆破地震波的振动监测方法及控制技术进行研究,通过对爆破振动速度和衬砌受力联合监测并进行结果分析来综合判断老隧道性能,并根据实际经验提出一些控爆措施,可供类似工程借鉴。     

小净距隧道群爆破动力分析

采用有限元软件ANSYS对某高速公路小净距隧道群进行爆破动力分析,得到钻爆施工过程中新建隧道爆破施工产生的地震波对既有隧道的影响程度,提出新建隧道爆破施工的控制速度参考值,并对小净距隧道群爆破施工开挖顺序进行优化。     

分岔隧道浅埋连拱段的爆破振动效应分析

分岔隧道洞口连拱段具有浅埋、受力结构复杂等特征。爆破开挖诱发的振动效应对围岩及受力结构产生破坏,直接影响隧道施工期和运营期的安全。为此,以六月田公路隧道工程浅埋分岔段为研究背景,采用现场振动监测和数值模拟手段,分析了后行隧道爆破地震波作用下覆盖层围岩、支护及受力结构的力学机制和破坏特征,得到了连拱段隧道中隔墙径向、切向和垂直向振动速度的衰减规律。在此基础上,建立了未开挖洞段长度与放大倍数的近似函数关系,通过曲线拟合方程得到了径向、垂直向和切向振动速度拟合公式,并揭示了爆破地震波的传播衰减规律。利用成洞区和未开挖区的相互关系,推导了成洞区振动速度的传播衰减公式。研究结果表明:先行隧道侧中隔墙的径向和切向振动速度较大,成洞区的爆破振动速度具有放大效应;后行隧道爆破产生的振动对中隔墙成洞段12 m至未开挖段8 m范围内的影响较大;采用曲线拟合方程得到了覆盖层厚度与振动速度的函数关系,基于Von Mises屈服准则确定了洞顶围岩的损伤范围;根据最大拉应力和最大振动速度之间的关系,得到了喷射混凝土纵轴线方向的拉裂破坏长度,确定了后行隧道喷射混凝土的爆破振动安全控制标准。该研究结论可为类似隧道工程的爆破开挖设计、施工提供参考借鉴。     

连拱隧道爆破荷载效应分析

针对连拱隧道设计、施工中存在的问题,采用三维有限差分程序FLAC3D2.0,对连拱隧道进行了爆破荷载数值模拟分析。分析结果表明,在相同条件下,爆破振动受围岩弹性模量的影响较大,围岩越弱、振动越强烈,反之,围岩越硬、振动越小;爆破应力波最初以冲击波的形式向外传播,随着波阵面不断向外传播,冲击波发生衰减,逐渐从强冲击波衰减成弹性波和地震波,围岩越好、衰减速度越快;爆破振动对隧道的危害主要由一次齐爆最大单响装药量确定;爆破对临时支护的影响较显著,应采用有效措施保护中墙。     

公路隧道爆破振动波的传播规律研究

在隧道钻爆法施工时,爆破产生的振动波会给周围建筑结构带来一定损害,并引发一系列施工安全问题。结合阳曲1号隧道,研究施工爆破过程中振动波的传播规律,并与实测数据分析拟合,提出了爆破振动下地表振动速度和振动频率的衰减规律;认为隧道横向的振动衰减速度比隧道纵向的振动衰减速度略小;高层建筑振动速度随高程增加逐渐衰减,不存在振动高程放大现象。     

既有引水洞上方新建高速公路隧道施工爆破振速研究

结合既有引水洞上方某新建高速公路隧道工程实例,实时监测新建隧道爆破振动速度,并依据爆破实际装药量、地质条件、施工方法,利用有限元软件ANSYS LS-DYNA建立模型,分析隧道爆破施工过程中引水洞的振动速度。分析结果显示新建隧道爆破施工对引水洞的影响在安全范围内。     

铁路立体交叉隧道施工爆破震动响应研究

通过建立不同交叉角度、净距和围岩条件的实验工况,对交叉段新建隧道施工爆破地震波引起的既有隧道衬砌的峰值速度进行分析,探讨了不同因素作用下立体交叉隧道施工爆破的动力响应.研究结果表明：处于迎爆侧的拱底和墙脚之间区域影响最为显著;除净距是上下交叉隧道最显著的影响因素外,随着交叉角度的增加,拱底速度峰值呈增大趋势,并且增长率逐渐加快;岩体坚硬完整,爆破振动波传播衰减越慢,爆破地震波在传到既有隧道之前,出现峰值回升.     

爆破开挖对岩溶地层的破坏机理浅析

在岩溶地区隧道开挖的过程中,爆破振动有可能会造成溶洞的坍塌,溶洞的坍塌又会对隧道的稳定性造成影响。爆破亦会使隧道与临近溶洞之间产生贯通裂隙,从而导致岩溶涌水,影响施工质量和进度。探讨和研究爆破开挖对岩溶地层产生的损伤和破坏机理,并对爆炸应力波在岩溶地层中的传播机理及岩溶地层爆破振动致塌机制进行研究。     

浅埋小净距大断面扩挖隧道爆破方案设计与爆破振动监测

以重庆机场路渝州隧道扩挖工程为研究对象,通过在隧道施工爆破过程中对邻近隧道、地表房屋等建筑物进行振动监测,应用萨道夫斯基经验公式对现场监测数据进行回归分析,确定爆破应力波在泥岩、砂岩中的传播衰减规律,进而控制不同目标、不同间距情况下每次最大起爆药量,以指导后续施工,保证邻近隧道、房屋等建筑物振动速度控制在安全范围内。     

大跨隧道下穿既有高速公路的爆破减震技术研究

以贵广铁路斗篷山隧道为依托工程,通过对爆破振动监测结果的回归分析,确定合理爆破振动速度。并结合该隧道爆破开挖施工,从爆破药量、掏槽形式、爆破参数、起爆顺序、地质条件和传播距离等方面提出隧道爆破施工振动控制技术。研究结果表明,公路内振速以垂直振速为主,隧道开挖采用预裂爆破,周边眼采用密集钻孔,少装药,先于掌子面的其他炮孔起爆,可显著降低爆破振动对周围结构物的不利影响。     

青花坪隧道爆破对古滑坡体稳定性评估及控制

青花坪隧道从古滑坡体下部穿过,需要判定隧道施工爆破是否会引起古滑坡体坍滑。经对爆破地震危险半径、爆破振动速度的评估结果:隧道爆破为局部振动,对古滑坡体稳定性影响较小,不会引起古滑坡体坍滑。实测资料显示,施工中古滑坡体没有发生大的位移,说明评估方法可行。     

地铁隧道掘进爆破振动效应研究

在目前的隧道掘进过程中,多采用的是爆破开挖法。以武汉地铁二号线工程为背景,采用现场爆破振动监测与数值模拟相结合的方法,对隧道掘进爆破过程中产生的地表振动效应进行研究。结果表明:数值计算所获得的地表振速峰值与现场监测结果吻合较好,其变化规律和特征与实测结果基本一致,证明采用数值模拟方法研究隧道掘进爆破产生的振动效应是可行的。成形隧道对地表振动速度存在不同程度的放大作用,在后续的施工中应该注意控制爆破振动速度,保护成形隧洞上方建筑物的安全。     

温州市南山隧道爆破现场监测与分析

温州绕城高速公路北线二期工程南山隧道为分离式长隧道,采用新奥法施工工艺。南山隧道周边高敏感物较多,在洞口及洞内爆破开挖施工过程中,因爆破振动引起附近山体和建筑产生了剪切裂纹和过大的剪切变形累积,对周边敏感物影响较大,因此需对隧道爆破工程进行监测,并对建筑物的影响数据进行采集分析,以减小后期施工过程对周边建筑物造成的危害。     

公路与铁路立体交叉隧道施工安全性分析

在地下工程设计过程中,两座隧道线路交叉时,如何保证工程的安全性是目前山区隧道工程常遇到的问题,以某高速公路上跨铁路隧道为实例,用规程规定的方法核算新建隧道爆破施工对已建隧道的振动影响大小,然后采用有限元方法对施工过程进行三维数值模拟分析,结果表明,爆破振动对已建铁路隧道影响较小,新建隧道施工开挖对已建隧道力学性状影响有限。新建公路隧道开挖影响范围明显区域在其一倍洞径范围内,研究结果可为类似工程的选线和设计计算提供参考。     

浅埋隧道开挖爆破监测及振动效应

以某隧道进口工区浅埋区段隧道开挖爆破工程为依托,采用现场监测技术,开展浅埋隧道开挖爆破振动效应的研究。通过对现场监测数据进行回归分析,计算出适用于本工程质点振动速度的萨道夫斯基公式,为爆破振动的控制提供依据;对监测数据作傅立叶变换,确定浅埋区段开挖爆破振动的主频域范围。结果表明:岩层具有高频滤波特性,爆破地震波的主频域随爆心距的增大逐渐由高频转向低频,具有明显的衰变特性。     

基于midas-GTS的盾构隧道施工上部电塔稳定性研究

为研究隧道建设过程对临近建筑物产生的影响。文中以琶洲支线隧道为例,运用三维数值分析软件midas-GTS建立足尺三维模型,分析公路隧道施工过程中电塔附近的地层变形和电塔塔基变形,得到施工过程中地层位移规律及电塔塔基的位移规律,进而分析在盾构施工中电塔的稳定性。结果表明,盾构施工对电塔的影响在规范要求内,引起的电塔塔基最大总位移量为16.04 mm;塔身最大位移量为66.25 mm、最大倾斜度为1.27×10-3。     

基于爆破振动测试的隧道中隔墩及二衬稳定性分析

目前许多高速公路隧道双洞间距处于规范所要求的小净距隧道与分离式隧道区分临界值附近,此工况下隧道中隔墩及相邻隧道衬砌在爆破振动下的稳定性需通过测试数据进行分析。结合竹山隧道爆破振动测试,得出各个方向上的振动速度绝对值,评定爆破振动对中隔墩及相邻洞二次衬砌的稳定性影响。再根据测试数据回归分析得出该区域的爆破地震波传播规律的代表公式,并推算出单段最大安全用药量,修正此隧道今后开挖的爆破参数。该结果可为类似工况下的隧道爆破开挖提供参考依据。