隧道洞口段开挖对相邻隧洞影响的数值分析

为研究麻武高速公路角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩稳定性的影响,依据角儿尖隧道地质情况,运用FLAC3D数值模拟软件进行模拟计算,并结合现场实测情况,对已支护相邻隧道围岩位移及应力演化规律进行了分析。结果表明:角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩变形影响较大,其影响比重在30%左右,实测约为15%;针对角儿尖隧道洞口段开挖过程,应尽量缩短进尺,并控制装药量,将相邻隧洞开挖对已支护隧道的影响降到最低。研究结果为洞口段支护措施优化提供了依据,供类似工程参考。     

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。     

东海隧道施工爆破振动对既有建筑物结构安全影响及控制研究

采用钻爆法修建城市隧道,施工爆破振动对周边既有建筑物结构安全影响不可忽视。本文依据东海隧道工程实际,对其周边既有建筑物结构安全爆破振动控制基准、爆破振动对既有建筑物结构安全影响距离、最大段控制爆破装药量等问题进行了研究,研究结论对东海隧道爆破施工作业具有较好的指导作用,同时也可供类似工程参考和借鉴之用。     

新建隧道爆破开挖对周围道路及边坡产生动力影响分析

以柳家村隧道工程为依托,运用FLAC3D分析软件建立三维计算模型,选取距离隧道洞口6 ,33 m两处关键截面,分析新建隧道采用三台阶爆破开挖时对临近边坡、省道及村道的动力影响。结果表明:爆破开挖对村道的影响最小;开挖隧道洞口时,洞口上部边坡处的断面最危险,最大振动速度十分接近规范允许值;当隧道开挖到33 m,且进行上台阶爆破过程中,上方省道会出现较大的振动情况;在对临近构筑物进行监测时,应至少监测垂直和水平方向的振动速度。     

公路隧道爆破对邻近引水隧洞振动响应的分析与实测研究

岳西—武汉高速公路安徽段明堂山隧道下穿横河二级电站的一条引水隧洞,引水隧洞与左线和右线的最小距离为12.4~14.8 m,地质条件为中风化花岗片麻岩Ⅲ级围岩。为保证隧道近距离爆破施工下穿引水隧洞的安全和稳定,采用动力分析软件LS-DYNA建立三维有限元模型,模拟隧道开挖爆破对引水隧洞的振动影响,并在引水隧洞内布置3个爆破监测点,将数值计算结果和现场监测数据进行对比分析。计算结果表明,在均匀介质模型里,质点振动速度与质点到爆源的距离成衰减关系,爆破对引水隧洞的振速影响控制在5 cm/s以内,其中拱脚影响最大,边墙和拱顶次之,拱腰最小。实测结果与计算规律基本一致,爆破后节点振速很快达到最大,并随时间的增加快速衰减,500 ms后振动波基本消散。研究表明实际爆破采用的炸药当量和爆破方式合理,未对引水隧洞结构安全造成明显影响。     

某边坡爆破施工对既有隧洞影响数值分析

边坡爆破开挖的动力响应在工程评估计算分析中是比较复杂的一个问题,尤其计算分析中常用的反应谱理论经多年实践,存在许多不足之处。本文以时程分析法对某智能产品园区高边坡爆破施工对临近供水隧洞的安全影响进行研究,给出了边坡爆破计算模型的概化方法及建立方式等。结果表明,利用数值方法模拟对爆破施工对临近构筑物安全影响的分析是可行的。采用三维实体模型计算分析了某边坡爆破施工对既有供水隧洞安全影响,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

桥隧相连工程的多源损伤特点及控制

桥隧相连工程作为桥梁、隧洞、洞口围岩及其防护工程的复杂组合体,在我国西部、南部山区应用广泛,由于桥梁、隧洞、洞口围岩的相互关系,桥隧相连工程往往损伤来源广泛,力学行为异常复杂。随着桥隧相连工程在我国的日益广泛应用,其多源损伤特点及控制已经成为亟待解决的问题。     

近建筑物下穿隧道爆破振动控制技术研究

本文以青岛胶州湾隧道工程陆域近建筑物段爆破施工为背景,通过对钻爆引起的基岩振动传播规律以及裂隙扩展等研究,从段药量选取、开挖方案选取、起爆方式、起爆网格布置等方面提出了控制爆破振动的技术方案。首先,通过监测得到了平整场地的振动衰减规律,通过萨道夫斯基公式求得设计药量;接着,考虑高程放大效应,对坡形地貌下的萨氏公式进行了修正,得到通用的振动速度预测公式。然后对采用不同起爆方式的波形图进行分析,确定了分段延时起爆方法的优势;最后,对于不同方向裂隙分布情况下的起爆网格的布置进行了详细说明。论文从多个方面揭示了爆破施工过程中控制裂隙扩展以及控制不同地形地貌下地表振动的原理和方法,为类似工程提供了指导依据。     

上穿公路隧道爆破对下方供水隧洞的振动影响研究

新建的大望山公路隧道从既有沙湾供水隧洞上方穿过,形成空间隧道交叉,高程上它们最小距离21.5 m,并且交叉段公路隧道和供水隧洞围岩分别为IV级和V级,岩性较差。上穿隧道爆破开挖会对下方供水隧洞的稳定造成一定影响,需对其进行具体的研究,应用ANSYS/LSDYNA对其进行数值模拟是一种较为合适的方法。通过计算,结果表明:当上穿隧道掏槽爆破最大单响药量为8.0 kg时,下方供水隧洞拱顶单元X方向上的拉应力为0.12 MPa,比其它两个方向的拉应力大,第一主应力为0.13 MPa;隧洞拱顶质点垂直振动速度最大,约为2.8 cm/s,小于水工隧道规定的安全质点振动速度7 cm/s,不会造成供水隧洞的破坏;供水隧洞质点垂直振动速度峰值在拱顶处较大,沿隧洞断面向下逐渐减小,而水平振动速度峰值沿断面向下先增大后减小,垂直振动速度峰值在整个断面上都大于相应点的水平振动速度峰值。分析结果可用来指导上穿隧道的爆破施工及供水隧洞的监控量测。     

隧洞爆破开挖对沿线铁路安全影响的数值分析

以古阳河水库灌区树栖柯村片区隧洞洞口爆破开挖为研究对象,对爆破过程中爆破荷载对铁路桥梁结构安全影响进行数值模拟,并对一定范围内隧洞洞口不同位置进行模拟,通过对爆破过程不同爆破点位对应的监测点位移时程曲线分析,得到监测点处最大位移接近0.018m,小范围内调整爆破点位引起的监测点位移变化十分有限,且在不同爆破点位处监测点最大振速接近0.4m/s,远大于规范要求,说明现有爆破方案在施作过程中会对沿线铁路桥梁产生损伤,建议减小药量、改善装药形式等,并对周围构筑物进行实时观察、监控量测,以保证施工过程中周围构筑物的安全。     

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。     

基于自适应神经模糊推理系统的隧道爆破振动峰值预测研究

爆破振动控制是工程爆破界的重要研究课题,而准确预测爆破振动是进行振动控制的前提和基础。针对爆破振动强度的不确定性、随机性和模糊性特点,建立了基于自适应神经模糊推理系统的隧道爆破振动峰值速度的预测模型,并将自适应神经模糊推理预测模型预测结果与常规方法的预测结果进行了对比分析。结果表明:基于自适应神经模糊推理系统的预测模型具有更高的精确性,能较好地用于隧道爆破振动速度的预测。     

基于逐孔起爆条件下的爆破振动速度预测方法的探讨

逐孔起爆技术因其优良的减震效果广泛应用于大规模露天土石方开挖中,有效预测和控制振动爆破速度、减少振动危害是实际工程应用中的重点。本文从爆破振动传播的原理出发,结合现行规范制度,依托工程实测数据,分析了在逐孔起爆系统下爆破振动速度的预测方法及其影响因素。     

三车道大跨公路隧道洞口浅埋段初期支护大变形的整治

作者以某三线大跨隧洞口浅埋软弱围岩段初期支护严重变形的处理过程为例,分析隧道洞口软弱围岩地层段施工时初期支护下沉变形严重的原因,介绍变形段整治方案及处理要点,并提出隧道浅埋软弱围岩段预防下沉的技术措施,为类似工程处理提供借鉴。     

引水隧洞近接施工中爆破参数的合理性分析

文章以国外某引水隧洞为工程背景,采用理论与数值分析方法,对施工中拟定的爆破参数合理性进行了系统分析,研究表明:基于萨道夫斯基公式计算得出的Ⅱ、Ⅲ类围岩下单段最大药量均大于拟定的爆破参数值;1、4#隧洞间距为25m条件下,爆破引发的既有引水隧洞最大振速满足安全控制基准2.5cm/s的要求,说明施工中拟定的爆破参数是较为合理的,建议可按此参数进行现场施工。     

大跨隧道洞口浅埋段初期支护严重变形的整治

文章以某三线大跨隧洞口浅埋软弱围岩段初期支护严重变形的处理过程为例,分析隧道洞口软弱围岩地层段施工时初期支护下沉变形严重的原因,介绍变形段整治方案及处理要点,并提出隧道浅埋软弱围岩段预防下沉的技术措施,为类似工程处理提供借鉴经验与教训。     

小间距隧道爆破动力响应分析

基于复线隧道施工爆破对既有隧道稳定性冲击问题,结合沪蓉线庙垭分岔隧道工程实例,研究了其小间距段施工爆破的振动监测方法、爆破动力特性及其减振控制技术。通过对隧道爆破围岩和衬砌质点振动速度波的频谱分析及其振速预测数学模型的改进研究,分析了隧道振速峰值纵向衰减规律、衬砌振速主频、横断面振速分布规律及爆破掌子面附近振动情况,并以小间距既有隧道中墙迎爆侧破坏为基准,从循环进尺、微振起爆、掏槽结构等方面提出了相邻隧道爆破减振技术措施。研究结论可为类似工程的爆破设计、施工及监测提供参考。     

优化爆破参数进行地铁车站隧道控制爆破

为减小爆破振动速度和提高炮眼利用率,以青岛地铁2号线车站主体Ⅰ部上台阶的爆破开挖为背景,从理论上分析了由于掏槽区域爆破效果差引起爆破振动过大,由于掏槽眼不对称、掏槽区域布置不当、掏槽眼间排距过大、辅助眼排距过大、未封堵炮孔等原因造成炮眼利用率较低。结合理论计算和工程前期施工经验对楔形掏槽参数进行了优化,同时在校核单段最大起爆药量时考虑了多自由面的影响。结果表明： 优化后的复式楔形掏槽使炮眼利用率提高到90.5%,爆破振动速度控制在0.7 cm/s以内。     

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。     

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。