山岭隧道爆破效果神经网络评价模型及爆破参数优化决策方法研究

针对山岭隧道爆破开挖普遍存在的超欠挖过大、渣体块度不适等问题，分析了造成这些问题的主要因素，确定了隧道爆破开挖效果评价指标体系，建立了以爆破块度和超欠挖量为预测目标的隧道爆破效果神经网络评价模型，提出了基于深度学习的隧道爆破渣体块度实例分割算法，形成了山岭隧道爆破参数优化决策方法，进而开展了工程应用与验证。结果表明：（1）基于深度学习的隧道爆破渣体块度实例分割算法检测出的块体大小与真实值误差小于6.9%（置信度为95%），实现了隧道渣体块度样本数据的快速获取；（2）经148组工程实践样本数据训练后的隧道爆破效果神经网络评价模型能够较为准确地预测出爆破渣体块度与超挖量；（3）爆破参数优化后试验断面的平均线超挖量均在10%左右，较原方案降低了50%以上；实测得到的渣体块度与超挖值与模型预测结果一致性良好，偏差小于20%。     

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.     

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。     

电子数码雷管在隧道工程中的应用研究

电子数码雷管具有延时自由设定的优势,毫秒级精准延时及微振爆破技术能够在一定程度上减少隧道超欠挖现象。为了确保隧道工程实体质量满足设计要求,从隧道超欠挖研究现状,电子数码雷管的应用特点、效果与不足等角度对电子数码雷管在隧道工程中的应用进行研究,为相关施工提供参考。     

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。     

再论隧道超欠挖的分析与检测

文章对隧道超欠挖问题进行了分析,评价了超欠挖的计算方法,指出了超欠挖对隧道工程的影响,同时介绍了超欠挖的各种检测方法,并把这些方法分为接触式和非接触式两类来阐述,以此作为隧道施工监控和验收的依据.     

浅析隧道钻爆超欠挖控制措施

在隧道的钻爆开挖施工中,超欠挖会对隧道的施工经济、施工进度、美观以及安全等方面造成不利影响,因此重点应对超欠挖进行控制。本文结合具体的隧道钻爆开挖施工实例,简要探讨超欠挖控制的具体措施,希望能对类似工程起到借鉴作用。     

三维激光扫描技术在隧道超欠挖施工中的应用

针对隧道施工中经常发生的超欠挖问题,文章引入了地面三维激光技术,以某隧道工程为例,阐述了三维激光技术在隧道超欠挖施工中的应用方法。实践证明:采用三维激光技术进行隧道超欠挖分析,既能保证测量放样隧道中线和标高的准确性,又能定制化输出分析结果,方便了施工管理,与传统方法相比有较大的优势。     

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。     

公路隧道超欠挖对围岩及支护结构稳定性的影响研究

为确保崇爱高速公路观音山隧道施工安全,文章基于Plaxis 3D有限元数值模拟方法.通过对比不同超欠挖位置、深度、角度的八种超欠挖工况,模拟研究了观音山隧道施工过程中存在的围岩超欠挖及其对支护结构和围岩稳定性的影响,探究了超欠挖状态下隧道围岩变形规律及结构应力变化规律。结果表明:拱顶位置的超欠挖对隧道沉降最小值的影响较大,在拱脚处超欠挖对隧道沉降最大值的影响较大;围岩超欠挖对拱顶部位欠挖的影响大于超挖,而在拱脚处超挖的影响要大于欠挖;拱脚处的围岩超欠挖影响大于拱顶。总的来说,隧道超欠挖会对围岩稳定性造成一定程度的影响,但在深度与范围可控的前提下影响是有限的。     

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.     

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。     

隧道施工超挖控制措施

隧道开挖质量的好坏直接影响到施工质量、安全、工程投资以及施工完成后期的运营安全。文章结合隧道工程实例,分析了隧道超欠挖特别是超挖问题出现的原因,并提出了相应的预防控制措施。     

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。     

珠海鹤港高速全线最长隧道顺利贯通

正近日,鹤港高速卫东一号隧道右线顺利贯通,卫东一号隧道右线全长2 002 m,左线长1 975 m(施工中)。隧道右线有四大建设亮点:一是光面爆破技术应用,保证施工安全;二是采用3D扫描技术,控制超欠挖;三是碎石加工高效过滤技术应用,保证环保达标;四是隧道二衬防空洞装置应用,保证工程质量。鹤港高速公路项目全长34.529 km,分两期建设。一期工程起点对接江珠高速公路,终点位于机场高速公路大林段,全长18.054 km。二期工程起点对接在建的一期工程,终点位于高栏港高速公路,全长16.475 km。     

隧道超欠挖下锚喷支护系统的稳定性分析

隧道施工造成的超欠挖会改变围岩的应力状态,甚至影响围岩的稳定性。文章依据隧道超欠挖断面轮廓和喷射混凝土层覆盖厚度,将超欠挖下的围岩边界分为三类,即平行覆盖、底部覆盖和完全覆盖;基于弹性厚壁圆筒理论,推导了等效厚壁圆筒层的刚度和最大支护压力等参数;再依据锚喷支护并联体系,建立了隧道超欠挖下锚喷支护复合结构的刚度和最大支护力的计算公式。并以莲花山2号隧道为工程实例,利用收敛-约束原理进行了稳定性分析,结果表明,隧道超欠挖下的围岩稳定性分析更符合实际,验证了该方法的可行性。     

单洞双线盾构隧道扩挖地铁车站方案研究

在单洞双线盾构隧道基础上通过浅埋暗挖等工法扩挖形成地铁车站可以解决车站段与区间段施工工期的矛盾,避免盾构机拖拉过站,减小车站施工对周围环境的扰动。文章依托北京地铁机场线西延北新桥站工程,开展了盾构隧道扩挖地铁车站方案研究,设计了采用PBA工法扩挖形成两连拱车站和三连拱车站两种方案。采用MIDAS对两种方案进行数值模拟计算,推荐采用三连拱扩挖方案作为最优方案,并对三连拱车站结构合理设计参数进行了优化研究。     

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。     

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.