爆破开挖时小净距隧道的合理间距研究

以黄衢南高速公路小净距隧道为工程依托,运用有限元的基本理论,采用ABAQUS软件对小净距隧道爆破开挖时相邻洞的影响进行了研究.重点分析了Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下考虑爆破因素时隧道的合理净距.分析的重点是隧道后行洞爆破开挖时先行洞产生的塑性变形的范围大小,当塑性区贯通时则认为所选用的净距不合理,或应采取措施.为小净距隧道净距优化及施工方法的选择提供参考.     

邻近隧道二衬结构在爆破振动作用下的动态响应测试研究

为了解并掌握小净距隧道爆破对邻近隧道二衬结构的影响规律,结合温州绕城高速公路西南线工程的横山隧道开展现场振动测试。了解后行洞爆破对先行洞二衬对应后行洞已开挖区域和未开挖区域的振动影响规律,掌握不同工况爆破最大控制药量,在此基础上推导出对应不同控制标准先行洞二衬结构与后行洞掌子面的安全纵距和控制药量。     

软弱围岩小净距隧道施工爆破影响分析

文章以某高速公路小净距隧道Ⅴ级围岩下后行洞爆破对先行洞影响为工程背景,通过四个测点(一个三向传感器和三个单向传感器)爆速时程曲线的测定和分析,得出了微差爆破的时差控制、同一测点不同方向爆速和离开掌子面不同距离爆速分布特征,为小净距隧道爆破开挖提供借鉴与参考。     

爆破荷载下高速公路小净距隧道的动力响应

以某高速公路小净距隧道为依托,对爆破荷载下相邻隧道的影响进行了数值分析。计算中,岩土本构模型为理想弹塑性模型,瑞雷阻尼的阻尼比取0.05,采用粘滞边界条件模拟动力计算边界条件。分析重点是后行洞爆破,对中夹岩振速的影响和对先行洞衬砌应力及振速的影响。结果显示,先行洞对后行洞爆破有放大作用,随着净距的增大,其放大作用呈衰减趋势。当两隧道净距越小,中夹岩振速越大,当隧道净距变小时,离爆源较近处中夹岩振速增加幅度较大。     

地铁隧道小净距爆破施工对相邻隧道支护振动响应研究

依托杭州地铁5号线通火区间隧道工程,采用FLAC3D数值模拟方法,以先行隧道初期支护为监测对象,研究其爆破振动主要影响部位,探讨不同循环进尺下和不同隧道净距下的振速、位移振动响应规律;探讨城市地铁小净距隧道开挖的条件下采用钻爆法时引起的相邻隧道支护振动响应问题.     

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。     

董家山隧道小净距段爆破控制研究

结合都汶高速公路董家山隧道小净距段的实际情况,应用数值模拟方法,对小净距段在爆破荷载作用下的相互影响问题进行了研究。结果表明：在隧道爆破施工中,应对迎爆侧进行重点监控,采用合理的开挖和加固方式可有效降低爆破施工对先建隧道的不利影响。研究结论为该隧道小净距段的爆破设计、施工及现场监控量测提供指导,同时,为类似小净距段隧道提供参考。     

小净距隧道纵向合理施工错距研究

小净距隧道纵向合理施工错距的研究越来越受到国内外学者的广泛重视。文章通过对隧道数值模拟研究了后行洞施工对先行洞隧道衬砌结构受力与变形的影响规律。并分析了不同净距情况下,纵向施工错距对先行洞隧道力学影响机理,据此针对性地提出了横向净距为1D、1. 5D和2D时,小净距隧道纵向合理施工错距。为小净距隧道纵向合理施工错距的确定提供参考。     

小净距隧道施工空间效应的三维有限元数值分析

通过结合小净距隧道三维开挖的模拟计算,研究两隧道掌子面间距离的变化对小净距隧道结构特别是中夹层稳定性的影响,得出了小净距隧道空间相互影响效应以及小净距隧道相邻两隧道掌子面间的合理距离.     

胶州湾海底隧道右线与匝道交汇洞段施工技术

以胶州湾海底隧道右线与匝道交汇洞段为背景,采用工程类比和数值模拟分析,对小净距隧道的施工顺序,超大断面隧道的开挖方法及支护参数进行了研究,结果表明:小净距隧道采用匝道先行,衬砌跟进,主隧采用CD法开挖可最大限度控制围岩塑性区;大断面洞段在进行超前注浆加固后,加强支护可实现台阶分部开挖。     

重庆轨道交通6号线大龙山站—花卉园站区间中厚水平层状岩小净距重叠隧道爆破开挖时序探讨

为减少小净距重叠隧道爆破开挖对结构及中夹岩的不利影响,以重庆轨道交通6号线大龙山站—花卉园站区间重叠隧道(长约500 m)爆破开挖为依托,首先结合工程实际情况及相关施工经验,说明重叠段总体施工方案优选为"先上洞后下洞"的开挖方法,但需根据净距大小采用不同的施工措施;然后通过理论计算论证了上下间距较小时爆破开挖不能保证结构安全,需要采用减震爆破及非爆破的开挖技术,才能保证中厚层状岩最小净距重叠隧道"先上洞后下洞"开挖方法的实现。实施效果证明:对于中夹岩厚度小于3.5 m的最小净距地段(长约25 m),可先行开挖上洞上台阶,预留下台阶,并待后行下洞减震爆破通过后,再采用非爆破开挖预留的上洞下台阶,以完全消除爆破开挖对最小净距中夹岩的影响,确保了最小净距段结构及施工安全。     

小净距隧道开挖空间效应分析

依托某隧道的设计及施工,建立小净距隧道的三维计算模型,对小净距隧道IV级围岩段台阶法开挖进行数值模拟计算,对其开挖过程中位移场、应力场、喷射混凝土初期支护随空间变化规律进行分析,结果表明:小净距隧道施工过程中存在先行洞和后行洞相互扰动的现象,量测断面的位移主要产生于隧道开挖至量测断面及通过后;边拱和仰拱所受弯矩大,在拱腰位置出现较大的正负弯矩容易造成初期支护混凝土开裂。     

某暗挖小净距隧道施工方案优化及爆破施工安全研究

结合武汉市重点工程东湖通道团山隧道项目小净距隧道的工程实际,进行施工工序的优化,改交叉中隔壁法(传统CRD法)为优化后的交叉中隔壁法,提出拆除临时抑拱和中隔壁以利于大型挖机掘进的施工;将摩尔-库仑等面积圆屈服准则代替传统摩尔-库仑准则,建立小净距隧道施工工序优化的有限元分析模型,对不同施工工艺情况下,隧道开挖过程中岩土体受力情况进行了数值模拟分析。结果表明:优化施工工序满足应力应变要求。研究小净距隧道施工优化方案爆破开挖安全性,进行爆破动力响应的二维弹塑性时程分析;研究分析爆破震动作用下初衬动力反应,通过现场实测波形结果,评价按施工下部导洞前拆除临时仰拱的CRD法条件下围岩抗震动的安全性。从而顺利完成了施工,既降低了施工成本、又缩短了施工工期。该研究结果对今后类似小净距隧道的施工具有重要的指导意义。     

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。     

坝陵河大桥隧道锚隧洞稳定及支护优化设计

现行公路隧道和水工隧洞设计施工规范中,尚无明确的小净距隧洞的设计施工规程.坝陵河大桥的隧道锚位于贵州典型的喀斯特地区,岩溶非常发育,与同类工程相比隧洞成洞规模大.结合坝陵河大桥隧道锚的隧洞开挖过程数值分析,对大倾角、变截面、小净距的隧道锚成洞开挖顺序、爆破开挖,特别针对中间岩墙的支护等关键技术问题进行了深入研究,可以为今后类似工程提供借鉴和参考.     

小净距隧道洞周变形特征数值分析

采用二维弹塑性数值计算方法,对小净距隧道拱顶位移、水平收敛进行数值模拟计算,研究围岩级别、净距、开挖方法对隧道变形的影响,揭示小净距隧道洞周变形特征。研究结论可为小净距隧道的设计、施工提供一定的指导。     

无中墙连拱隧道爆破振动响应特性及安全控制措施

无中墙连拱隧道相较传统连拱隧道取消了中墙结构，其先行洞与后行洞初支拱架相互搭接构成整体隧道结构，因此在后行洞爆破开挖时，先行洞及连拱处的爆破振动安全控制极为关键。依托榨坊隧道工程，开展后行洞爆破振动跟踪监测，并对先行洞二衬的爆破振动衰减规律及频谱特性进行了分析；通过LS-DYNA三维有限元数值模拟，研究了先行洞横断面及轴向的爆破振动响应特性，比较分析了注浆加固及布设减震层对连拱处三角区围岩与先行洞衬砌结构的安全控制效果，并通过现场监测，对其应用于实际工程的控制效果进行了评价。实测数据显示：无中墙连拱隧道后行洞开挖时，先行洞边墙二衬的水平径向振动强度最大，且以掏槽孔爆破振动为主，主频集中在40～65 Hz。数值分析显示：先行洞爆破振动速度沿其横断面和轴向的分布均不对称，迎爆侧振动速度显著大于背爆侧，且迎爆侧拱腰至拱肩部位的振速最大；受波传播路径的影响，先行洞未开挖方向的振速相对较高，爆破振动速度沿隧道已开挖方向衰减更快；围岩超前注浆加固可保证连拱处上方三角区围岩的稳定与安全，可分别降低振速和最大主应力69.2%和57.9%;布设减震层可有效控制先行洞衬砌结构的振动安全，可分别降低拱腰和拱...     

爆破震动对小净距隧道影响的数值分析

小净距隧道后行线的爆破施工会对先行线的初期支护结构产生震动影响.为了研究该影响,笔者结合湖南省某隧道,对小净距隧道后行线的爆破施工进行数值模拟,计算了不同净距时,隧道先行线不同断面、不同位置的衬砌单元主应力及质点的震速,整理分析后得出以下结论:衬砌迎爆侧受爆破震动影响较大,主应力和震速的极值都出现在迎爆侧墙腰位置;衬砌内侧的应力值略大于外侧;主应力和质点震速的极值都随净距的增大而减小;近爆点水平方向的震速值大于竖直方向.     

卵石层小净距隧道关键参数研究

针对卵石地层小净距隧道围岩整体性与稳定性差、施工中易坍塌、围岩相互扰动大的问题,通过FLAC 3D数值模拟和现场监测,对卵石层小净距隧道左右洞合理净距和先后行洞掌子面安全纵向间距进行了研究。得到如下结论： 1）当净距不大于6 m时,隧道地表沉降槽呈“V形”,沉降最大点位于中夹岩顶部;随着净距大于6 m,隧道拱顶部位地表沉降逐渐超过中夹岩顶部,地表沉降槽呈 “W形”。2）当2洞间净距不大于6 m（约1倍洞跨）时,2洞开挖后围岩压力叠加效应明显,极易发生失稳;当隧道净距大于18 m时,可按分离式隧道进行设计; 3）随着先后行洞间掌子面纵向距离的增加,后行洞施工对先行洞的影响逐渐减少,当纵向间距达到30 m（4.6倍洞跨）时,这种影响基本可以不予考虑。     

考虑时间效应的深埋小净距隧道围岩压力分析

囿于地形地貌、地质条件、选线要求等条件的限制,公路工程中常采用小净距形式的隧道,小净距隧道围岩压力是其复合式衬砌结构设计中的关键问题,但目前关于小净距隧道初支与二衬围岩压力分布及其随时间变化规律的相关研究仍较为稀缺。以龙兴岭隧道为背景,在FLAC3D平台上对4洞小净距隧道的开挖支护过程展开了细致的数值模拟,重点关注了作用在初支与二衬上的围岩压力分布。进一步考虑围岩蠕变效应,探讨了小净距隧道复合式衬砌支护结构的围岩压力及其初支/二衬荷载分担比随时间的变化规律,并与现场监测结果相互验证。结果表明:复合式衬砌支护结构围岩压力总体上关于设计中线近似呈对称分布,小净距隧道主洞(后行洞)开挖扰动引起辅洞(先行洞)二衬上围岩压力略微增大;围岩蠕变作用下,初支围岩压力随时间呈下降趋势,二衬围岩压力随时间呈上升趋势,但二者之和基本保持不变;蠕变稳定后,主洞上台阶部分(拱顶至拱腰)的二衬荷载分担比约为25%～45%,主洞下台阶部分(仰拱至边墙)的二衬荷载分担比约为20%～35%。研究成果可为小净距隧道复合式衬砌结构的设计施工及后期运维提供参考依据。