宋家湾连拱隧道控制爆破技术研究

十白高速公路宋家湾连拱隧道地质条件复杂,裂隙发育,在爆破过程中存在超欠挖严重、隧道轮廓线不规整、中隔墙出现较多裂缝等问题。针对隧道不同围岩级别采取控制爆破技术,对连拱隧道开挖方式、各洞爆破参数、装药结构和起爆网路进行了优化设计,达到了减小爆破震动和改善爆破效果的目的。     

隧道超欠挖检测信息系统设计与实现

针对隧道超欠挖控制的关键因素检测及爆破后效果评价需求,研制了炮眼钻孔检测杆,开发了隧道超欠挖检测手机APP和B/S版隧道超欠挖检测信息化管理平台。利用手机APP连接钻孔检测杆及全站仪,对炮眼钻孔三维角度信息、位置信息及爆破后隧道断面进行检测、计算及传输,实现了隧道爆破过程检测及爆破断面效果评价,为后续动态调整爆破参数及超欠挖控制研究提供有效辅助。     

层状砂岩层城市大断面公路隧道爆破施工优化研究

在复杂层状岩体中采用钻爆法开挖隧道时,可能导致围岩出现超欠挖和过度损伤等问题,不仅影响施工进度、增加施工成本,而且会威胁到施工人员安全以及隧道稳定性。基于此,文章以西南某城市公路隧道穿越层状砂岩段为工程背景,结合隧道的地质条件及赋存岩性特征,采用LSPP软件进行爆破参数优化研究,得到了砂岩段隧道的最优爆破优化方案。实际工程应用效果表明,优化后的爆破方案能够有效地控制隧道的超欠挖。     

硬质地层下近接隧道爆破振动影响分区及动力响应研究

为探究硬质岩地层下立体交叉隧道近接爆破施工对既有隧道的影响程度，依托福厦客专新大帽山1号隧道和既有新刘塘1号隧道，以基于国内爆破振动规范的“频率-振速”双判据作为分区标准，对新建隧道爆破振动影响分区及动力响应展开研究。首先，通过三轴试验和Hoek-Brown准则得到计算参数；其次，对不同工况下新建隧道爆破振动规律开展研究，得到爆破振动影响分区；最后建立三维有限元模型，探究新建隧道在既有隧道正下方爆破时既有隧道的动力响应规律。研究结果表明：（1）通过迎爆侧最大振速衰减曲线，分析得到依托工程的爆破振动影响分区，判断既有隧道处于弱影响区；（2）爆破对上下方向的影响范围大于左右方向，得到硬质岩地层单线铁路隧道的爆破振动影响总分区；（3）爆破对未开挖段上方既有隧道的影响范围大于已开挖段的影响范围，且由于介质反射，导致已开挖段上方既有隧道振速衰减较慢；（4）通过现场监测结果验证了数值模拟的正确性，且既有隧道结构变形及受力均满足影响控制要求。     

层状围岩隧道施工爆破数值模拟分析

针对层状围岩条件下隧道爆破拱部很难成型、超欠挖较大这一难题,以朔黄铁路长梁山隧道为依托,通过爆破数值模拟,结合爆破作用的理论分析,经过现场试验,提出了在层状围岩中进行爆破施工的技术措施,有效减少了爆破对周围岩体强度的消弱作用,控制了拱部超挖,保证了施工安全和经济效益.     

光面爆破技术在山尾旗隧道中的应用

山尾旗隧道施工应用光面爆破技术,在Ⅲ级围岩地段进行全断面光面爆破,有效控制了隧道超欠挖,减少了爆破对围岩的扰动,加快了掘进速度,取得了较理想的效果.文章着重介绍该隧道光爆参数选定、光爆施工工艺及其体会.     

大断面隧道光面爆破设计与应用

在高速公路隧道施工中,光面爆破技术有着广泛的应用,可以降低爆破对围岩造成的干扰及震动,控制隧道超欠挖,保证施工的安全,降低施工成本,产生更多的经济效益。文章结合窑上隧道工程实例,介绍了大断面隧道光面爆破技术的设计方案与应用方法。     

预留光爆层爆破技术在长大隧道全断面施工中的应用

在大断面隧道采用传统光爆法施工中,很难保证所有周边孔同时起爆,存在隧道轮廓平整度低、超欠挖量大、炮孔留痕率低、成形质量不好等一系列问题。文章以东天山长大隧道工程为背景,采用预留光爆层爆破技术进行全断面一次施工,通过优化起爆顺序、起爆网络及爆破参数,取得了良好的光面爆破效果。现场试验结果表明:采用预留光爆层爆破技术,平均线性超挖量控制在15～25 cm以内,比传统光面爆破方法减少80%;初期支护混凝土用量降低了2.63 m3/m,大大减少了混凝土用量,经济效益明显;另外,采用预留光爆层爆破技术,实际循环进尺、炮孔残留率、炮孔利用率、炸药单耗等指标均有明显改善,隧道整体成形质量良好。     

异形孔水包爆破数值模拟及现场试验北大核心CSCD

为了提高隧道光面爆破效果,提出异形孔水包爆破技术。以径向不耦合装药和间隔装药的岩石损伤、径向和轴向的爆破效率、径向孔壁压力和现场周边孔炮痕率、岩石破碎情况、隧道超欠挖情况为依据,分析其爆破效果。结果表明:(1)径向不耦合系数的改变对轴、径向爆破效果有影响,间隔装药系数的改变仅对轴向和孔间爆破效果有影响;(2)当K_(d)=1.25时,岩石破坏区集中发生在炸药孔间内,岩石轴向破坏区较小,当K_(d)=1.75时,过量水包出现耗能现象,岩石破坏区较小;(3)异形孔水包爆破技术能产生光滑的隧道开挖轮廓线,渣石更破碎,K_(r)=1.5和K_(d)=1.5为其最优装药系数。     

运用质量管理方法对隧道的超、软挖进行有效控制

将隧道超、欠挖控制在允许的范围内，必须采取综合治理措施，一是科学施工，要采用正确的施工方法，实际施工操作的规范化与标准化，把好“爆破设计、测量、钻眼、爆破”四关。二是加强动态管理，及时监控和量测，落实各项制度，坚决实行岗位经济责任制，把控制超、欠挖作为隧道管理的大事来抓。     

地下厂房光面爆破参数优化与应用研究

为控制地下厂房开挖轮廓以及减小爆破对岩体的损伤,需对光面爆破参数进行优化。文章根据理论公式计算得出光面爆破参数,并以炮孔间距、线装药密度、抵抗线大小为光面爆破影响因素,半孔率为评价指标,开展L9(34)的正交试验。通过正交试验直观分析和方差分析得出最优组合的爆破参数。现场实验结果表明,采用分析得出的最优爆破参数进行爆破试验,其开挖轮廓平整且没有超欠挖,达到了预期效果。     

浅埋山岭隧道软岩段塌方原因分析及处理技术

文章以某浅埋山岭隧道软岩段塌方处理为工程背景,总结和分析了软岩段隧道塌方的原因,认为:(1)山岭隧道软岩段允许爆破振动速度10 cm/s的指标偏大,在分步开挖时,反复的爆破振动会超过岩体的爆破振动耐受值;(2)在软岩偏压段,监控量测频率应当随隧道开挖工法的变化而变化,需建立动态的隧道塌方预警系统;(3)对塌方段以"稳定塌体,填充塌腔,超前注浆,谨慎通过"的总体处理原则,加强对山岭隧道软岩段爆破振动速度的控制,采用"横分纵错,一次起爆,分步延时"爆破技术降低爆破振动,可快速安全地通过软岩隧道段。     

聚能水压光面爆破新技术在成兰铁路隧道施工中的应用

采用常规光面爆破技术进行隧道掘进,需解决超挖、降低回填混凝土成本等问题。文章针对常规光面爆破存在的不足,阐述了聚能水压光面爆破新技术的原理、装药结构、聚能管装置的组装方法及装填程序,并以成兰铁路金瓶岩隧道工程应用实践为例,重点分析聚能水压光面爆破的技术、经济效果。分析结果表明:聚能水压光面爆破技术具有施工简便、有利于开挖轮廓线控制、减少超挖、加快施工进度、降低施工成本的显著特点,经济和社会效益都很可观。     

悬臂式掘进机与控制爆破组合式隧道开挖技术试验研究

在较软岩浅埋隧道穿越城区时,爆破施工震动会对周边居民和建筑产生干扰甚至造成危害,需要采取特殊减震措施。文章以重庆枢纽铁路新红岩隧道为例,通过引进隧道悬臂式掘进机、铣挖机等机械设备,研究了悬臂式掘进机与控制爆破组合式隧道开挖方法。实际工程效果表明,悬臂式掘进机与控制爆破组合式开挖方法能明显降低施工震动,具有良好的施工效果。悬臂式掘进机与控制爆破组合式开挖方法可运用于埋深在15~20 m的隧道段落,对于15 m以下埋深的隧道段落,建议采取半断面全机械开挖法施工。     

水平砂岩层Ⅳ级围岩隧道二台阶法开挖技术

文章结合梧州至柳州高速公路土建工程№A01-7标段枫木界隧道Ⅳ级围岩开挖工程实例,从开挖方法、钻爆设计、超欠挖情况、超前地质预报、监控量测及施工控制要点等方面详细介绍了在水平砂岩层隧道Ⅳ级围岩中采用二台阶法开挖的技术经验,为类似隧道钻爆法开挖施工提供一定的参考借鉴。     

隧道凿岩机器人的研制

计算机控制的凿岩台车以其精确控制隧道断面轮廓、减少超挖和欠挖量、实现光面爆破效果及炮孔深度达到共底面而提高爆破效率等显著的经济优势和社会效益,在国内外得到越来越多的设计、施工单位认可,作者所在单位在国家"863"计划的资助下,集此领域的技术优势,以可靠、经济、高效为原则,研制成功了我国首台隧道凿岩机器人.     

水平岩层隧道洞口浅埋段开挖技术

狄家沟隧道进口端90m为洞口浅埋段,埋深10～60m,围岩为水平层泥质页岩,节理发育,稳定性差,掌子面开挖后拱部掉块、平顶现象严重,施工过程中若控制不当,将造成严重的超挖现象,本文介绍了水平岩层隧道洞口浅埋段的开挖方法以及控制爆破,实际施工显示该法可靠、可行。     

特大断面隧道爆破开挖方法对比分析研究

文章以兰渝线关子岭隧道为依托，针对特大断面隧道V级围岩段采取光面爆破与预裂爆破两种爆破方案进行对比分析。结果表明：大断面隧道爆破开挖施工中最大位移出现在拱项部位，施工中应加强对拱顶部位及其他关键点的监测；最大主应力出现在仰拱中点和拱腰部位，施工中须加强对仰拱中点和拱腰部位的支护。     

隧道楔形分段掏槽爆破减震机理及试验研究

为合理解决邻近既有建(构)筑物隧道爆破开挖中降低爆破振动强度与确保施工效率之间的矛盾,基于隧道开挖时常用的楔形掏槽方式,文章优化提出了适用于中软岩隧道开挖的减震爆破技术——楔形分段毫秒延迟掏槽爆破技术。此技术借助掏槽炮孔内实行间隔分段装药结构及毫秒延迟起爆技术,确保掏槽腔体由外及内分次分层形成,以达到有效减震和获取良好爆破进尺的目的。文章在详细分析楔形分段掏槽爆破中岩体破碎和减震机理的基础上,基于微差爆破和应力波传播理论提出了影响楔形分段掏槽爆破减震和掏槽效果的掏槽深度比、段间装药分配比、炮孔倾角和段间延迟时间等关键技术参数的确定方法,并应用于指导开展现场隧道爆破试验的参数设计。现场爆破试验结果表明:楔形分段毫秒延迟掏槽爆破技术是一种既能有效降低爆破振动强度又能确保隧道施工速率的技术措施;与常规楔形掏槽爆破技术相比,此技术可将掏槽爆破产生的振动强度降低30%以上,并可获得良好的爆破进尺与效果。     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响，采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型，基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法，提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例，分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征，研究表明：既有隧道变形呈“凸”形，最大变形量位于锚塞体正下方附近，且随着与锚塞体距离的增大，隧道变形逐渐减小，最终收敛；既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大；Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下，隧道整体处于安全状态；Ⅴ级围岩条件下，隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值，需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。