公路隧道软岩爆破超欠挖控制技术研究

目前公路隧道掘进普遍采用光面爆破技术,从实际运用的效果看,软岩的光爆效果不太理想,超欠挖现象普遍,隧道边墙超欠挖现象还比较严重。针对这一现象,文中通过工程实际应用,提出了根据工程地质条件合理确定参数、周边眼隔孔装药、V形复式掏槽、边墙周边眼与下一循环拱顶周边眼同时起爆等措施进行控制,并通过大量的现场对比爆破试验,优化调整爆破参数,有效地解决了隧道超欠挖问题,取得了较理想的效果;在软弱围岩光面爆破参数理论计算中,建议应考虑光爆层岩石损伤效应的影响。     

层状节理岩体隧道钻爆参数优化研究

根据栗木山隧道工程地质情况和施工条件,分析了施工过程中影响进尺和周边成形的因素。提出掏槽孔增加中心直眼和装药量以增强掏槽爆破破岩和抛掷能力;控制底眼开孔至隧道底板的距离为10~15cm,避免造成根底;控制顶眼和帮眼至节理的距离,顶板底部预留空气柱以改善爆炸能量在炮孔内的分布,提高光面爆破效果。通过爆破参数的优化,严格施工,现场试验取得了较好的效果。     

隧道下穿密集居民区减震沉降控制技术研究

结合榆佳高速公路佳县隧道的工程特点及施工环境的复杂性,从一次齐发装药量、装药结构、掏槽形式及减振孔布置方案等角度,阐述了减震控制爆破的技术要点.根据分析,通过设置合理地延时爆破雷管段数及时间间隔,可有效减小洞室爆破对围岩及地表建筑物的震动强度,研究内容对相似工程爆破方案有一定参考价值.     

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。     

特大断面小净距隧道爆破振动控制技术

为解决大帽山新建隧道爆破对既有隧道结构的影响,采用分步钻爆开挖、楔型掏槽、炮孔堵塞等一系列技术措施,控制了爆破振动速度,同时还确定了大断面小净距隧道不同围岩中的爆破振动控制标准,此标准比类似隧道的标准大有提高。     

城市硬岩隧道减振爆破直眼掏槽技术应用及实践

在城市隧道掘进爆破施工中,掏槽方式的选择,不仅影响掘进速度,同时也影响爆破振动效果。为将青岛地铁一期工程3号线3标段下穿建筑物时爆破振动影响程度降到最低,选取该标段下穿济南军区第一疗养院口腔科医院段作为试验区段,对小直径单中空直孔掏槽、大直径单中空直孔掏槽和大直径双中空直孔掏槽3种掏槽形式的掘进进尺、炮眼利用率和爆破时掌子面正上方地表质点振动速度峰值进行数据统计分析。从中得到以下结论:1)同等条件下,大直径单中空直孔掏槽在炮眼利用率、减振效果方面优于其他2种掏槽形式,采用该掏槽形式,顺利通过了试验区段的施工,且振动速度控制在2 cm/s内;2)直眼掏槽掘进及减振效果与装药眼距中空孔边沿距离l与中空孔孔径ф的比值相关。     

小净距双洞隧道下穿建筑物爆破振速控制技术研究

重庆轨道交通五号线石新路站-石桥铺站区间隧道属矿山法小净距双洞隧道,下穿众多建筑物。采用节能环保水压爆破技术,辅以分部、分次施工方法,结合延时爆破控制技术,通过不断优化钻爆设计参数,加密减振孔数量或加大直径,利用水压爆破降尘减振优点,采取信息化监测技术手段,控制爆破振动对环境影响。通过优化钻爆设计,有效控制爆破振速,现场监测结果表明,爆破振速达标可控。为解决隧道下穿建筑物爆破振速控制技术难题,采用减振孔+水压爆破+延时爆破技术,得出结论即最大振速集中在掏槽眼,其中3个方向振速垂向最大、径向次之、切向最小,且隧道下穿后比建筑物正下方振速大,采用水压爆破比常规爆破振速降低13%～22%,增设减振孔比水压爆破振速降低16%～28%。     

Ⅳ级围岩大断面隧道全断面开挖轮廓控制研究与应用

Ⅳ级围岩大断面隧道采用全断面爆破法开挖具有围岩强度低、雷管段别高、装药量大的特点,爆后容易出现断面轮廓控制不足,超挖严重的难题。以新疆其特长高速公路隧道为工程背景,分析了爆破开挖过程中导致轮廓围岩损伤严重的主要因素,基于现场试验方法结合围岩损伤分析,优化了光爆层厚度、装药结构、起爆顺序等爆破参数,其中利用预留光爆层试验法确定最佳光爆层厚度为65 cm,采用导爆索三角形搭接法降低了周边眼起爆误差,优化装药结构及起爆顺序降低最大单段药量及总药量。爆后连续8个循环的超欠挖统计数据及振动监测结果表明:方案优化后的平均线性超挖量控制在0.25 m以内,平均炮孔痕迹率由之前的49.3%提高至试验后的91.1%,有效地改善光面爆破效果,降低隧道支护成本。爆破过程中最大峰值振速发生在掏槽段为2.131 cm/s,符合爆破安全规程的相关要求,且整体振速分布比较均匀。故所采取爆破参数优化设计是可行的,能够有效降低Ⅳ级围岩大断面隧道全断面开挖对围岩的损伤,研究成果为类似工程提供借鉴。     

连拱隧道下穿既有建筑物爆破方案优化动力研究

隧道下穿既有建筑物爆破振动是城市地下工程中的关键科学问题。以在建五山连拱隧道穿越农业银行工程实践为依托,建立三维动力有限元模型,研究爆破引起的建筑物基础振动速度分布规律、范围及控制技术。掏槽眼爆破只存在单临空面,岩体对炸药约束较强,成为爆破控制关键。建议五山连拱隧道爆破进尺为1 m;中导洞掏槽眼同时爆破;上导洞掏槽眼采用分段两次爆破,降低一次爆破炸药量,建筑物桩基础振动速度才能满足规范要求。研究成果指导五山连拱隧道下穿既有建筑物施工。     

特大断面隧道钻爆法原位扩挖的爆破振动测试分析

福州市二环路金鸡山隧道原位扩建工程,采用钻爆法施工,通过爆破振动现场测试,重点分析赋存既有临空面的条件下,爆破振速的最大值及其主频的衰减规律。按萨道夫公式基本形式求出最大爆破振速传播与衰减的拟合式,得到Ⅳ级围岩K值明显小于相关规程建议的取值范围,说明既有临空面的存在能显著减小爆破振动效应。对爆破振速时程曲线进行傅立叶分析,认为爆破振动波在周边岩体的传播过程中,其高频成分衰减相当显著。基于此,建议在原位扩挖隧道的爆破施工中,适当减小掏槽眼的装药量,适当增大扩槽眼和辅助眼的装药量,以利用赋存既有临空面的有利条件,提高洞内破岩效率,减小洞外振动效应。     

隧道成型控制爆破技术及围岩损伤范围研究

为解决因初期支护格栅拱架限制周边眼钻凿精度而引起的隧道周边超欠挖问题,以青岛地铁1号线瓦屋庄站至贵州路站区间工程为例,介绍“长、短眼”控制爆破技术,提出“长、短眼”布置方案,并采用质点峰值振动法和激光隧道断面检测仪分别对“长、短眼”爆破技术产生的围岩损伤范围和隧道超欠挖量进行分析和监测。结果表明： 1）采用“长、短眼”控制爆破技术,Ⅳ级围岩段隧道周边超欠挖控制在150 mm以内,且理论计算每米进尺回填混凝土节省成本7 182元,可提高工程经济效益; 2）长短眼爆破产生的损伤范围为0.29~0.33 m,隧道拱顶沉降、净空收敛量均控制在10 mm以内,施工效果好。     

凿岩台车采用长短眼配套控制隧道超挖技术

为有效降低施工成本，减小钻爆法隧道超挖量，提高钻爆施工技术及改进施工工艺，通过研究凿岩台车作业模式，分析得出凿岩台车进行隧道钻爆开挖时，由于受台车钻臂结构影响以及现场视线不清、视距较远等，钻凿周边眼时外插角不易控制，产生的隧道超挖往往较大。结合工程实践，通过对比凿岩台车在初期支护紧跟掌子面及不紧跟掌子面等不同施工工况下长短孔配套施工产生的超挖量，得出在保证施工安全的前提下，保留一定长度的隧道不进行初期支护施工钻孔，并采用长短孔配套钻孔爆破技术，可有效控制凿岩台车钻爆时隧道的超挖量。研究结果表明： 采用长短孔配套钻孔时，Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅳ级围岩，Ⅴ级围岩相比类似条件只采用长眼时的最大超挖量分别减少约12、19.5、21.5 cm。     

大直径中空孔直眼掏槽微振动爆破参数研究

为最大限度减小掏槽区的爆破振动对地表建筑物的扰动,以青岛地铁3号线太延区间下穿伊美尔整形医院段为背景,通过理论分析和现场试验,对大直径中空孔直眼掏槽的中空孔孔径、掏槽装药炮孔数目、首响孔与中空孔距离、逐孔起爆时差和中空孔布设位置各爆破参数进行探讨。结果表明:在断面中下部位布置直径为120~150 mm的中空孔,环形布置4个掏槽眼,首响孔距中空孔200~350 mm,逐孔起爆时差宜在40 ms以上,可使掏槽爆破振速得到有效控制。     

深埋硬岩特长隧道快速掘进技术研究

对于深埋硬岩隧道,快速掘进技术的运用能够有效缩短工期,从而带来极高的经济效益。选择合理的爆破进尺以减少对围岩的损害是保证快速掘进的前提,同时配合高效的施工方式才能实现快速掘进。采用数值模拟方式,以虹梯关隧道为例,通过松动圈厚度及变形量大小对3,3.5,4,5 m各爆破进尺下围岩的稳定性进行评价,得出快速掘进的理论爆破进尺并应用于工程实际。在理论研究的基础上结合现场施工组织提出深埋硬岩隧道的快速掘进的合理进尺,即Ⅱ级围岩可采用3.5~4 m爆破进尺。     

大跨小间距隧道微振钻爆施工及中夹岩振动特性研究

为了减少隧道爆破产生的振动,研究大跨小间距隧道中夹岩的振动特性,依托贵阳市七冲村1号公路隧道工程,依据自由面减振原理对CD法进行优化,提出中夹岩侧上台阶"前后错落3部"同步爆破施工的CD法,并对中夹岩内部围岩的爆破振动进行测试,研究并揭示后行隧道掏槽孔、辅助孔及周边孔爆破时掌子面前后中夹岩内部围岩的振动速度传播规律.研...     

青岛胶州湾海底隧道陆域段近距下穿地表建筑物爆破震动控制技术

青岛胶州湾海底隧道陆域段钻爆施工期间,为确保距隧道拱顶约12 m的地表建筑物安全及隧道大断面掘进,通过采用下导超前、后续大断面扩挖施工方法,运用液压凿岩台车进行大中空孔直眼掏槽及合理化的钻爆设计等技术,将地表建筑物最大垂直震速控制在国标允许范围之内;通过采用孔外中段别雷管接力起爆,实现了大断面（超前下导、后续扩挖面）一次性点火起爆,解决了大断面一次性爆破雷管段别不足的难题;通过爆破震动测试及数据回归分析,得到了震动波在地层中的传播规律,并通过该规律进行药量真正校核。     

铁路隧道光面爆破施工技术与管理实例

为减少铁路隧道开挖断面超挖或欠挖,提高隧道施工的安全和质量,有效控制施工成本,在爆破参数初步设计的基础上,对周边孔间距、光爆层厚度、炮孔长度、装药量和分段装药结构进行优化,最终采用周边孔间距为35 cm、光爆层厚度为40 cm、炮孔长度为3.2~3.8 m、周边孔每孔装药量为0.6~0.75 kg和分3段进行装药的优化参数,爆破效果满足铁路隧道光面爆破控制的要求。另外,在爆破作业过程中,通过加强技术交底、技术培训以及合同管理,并严格执行班组长责任制,提高了爆破控制的质量,达到超欠挖控制的目标,有效节约经济费用。     

大跨度小净距隧道中夹岩爆破振动控制与损伤判别

明确爆破动载作用下大跨度小净距隧道中夹岩柱的振动响应及累积损伤演化规律，有助于更好地保障隧道现场施工及围岩稳定。依托厦门海沧疏港通道工程项目，现场采用爆破测振与声波测试对中夹岩体的爆破振动速度及围岩声波速度进行监测与分析,并对原有的爆破方案进行优化，对循环爆破作用下中夹岩振动传播与损伤演化规律进行探究。研究结果表明： 1）掏槽眼的装药量和自由面数量是影响中夹岩爆破振动速度的主要因素，通过优化爆破方案设置减振孔,使中夹岩振速降低了67.4%，最终控制中夹岩的最大质点峰值振动速度为12.67 cm/s，符合规范要求; 并根据萨道夫斯基公式，回归得到中夹岩的振动响应规律。2）在多频次爆破作用下，侧面岩体声波速度整体高于中夹岩体，受应力波及裂隙的共同影响，围岩声波速度由中夹岩内部至隧道轮廓线呈波动式下降趋势，随着掌子面的不断远离，中夹岩累积损伤范围最终稳定在距围岩表面1.5 m范围内； 通过现场监测与优化实现中夹岩爆破振动控制与累积损伤范围判定，保障了大跨度分岔隧道的高效安全掘进。     

不同地应力条件下楔形掏槽爆破的岩石损伤演化过程研究

为解决掏槽爆破开挖困难的问题,以高速铁路隧道爆破工程入口段为例,设置多组静水地应力和非静水地应力加载工况,对楔形掏槽爆破过程进行数值模拟计算,分析不同地应力条件对岩石爆破裂纹扩展规律的影响。通过与实测数据进行对比,验证模型参数的合理性。结果表明： 1）由于掏槽孔与自由面斜交,应力波叠加区压应力分量增大,使炮孔间内部岩石产生更大的压缩损伤; 同时,远离炮孔处出现一定的裂纹,炮孔间靠近自由面部分岩体也出现拉伸损伤,有利于后续辅助孔的爆破。2）在静水地应力条件下,随着地应力增大,岩石爆破损伤演化受到抑制作用; 在非静水地应力条件下,损伤范围沿最大主应力方向扩展,且槽腔水平裂纹与垂直裂纹的长度差异随侧压力系数减小而愈加显著。3）静水地应力场20 MPa范围内,楔形掏槽角度为60°左右时,岩石爆破效果受地应力的影响较小。