隧道掘进节能环保水压爆破施工技术

通过对隧道掘进节能环保水压爆破在宜万铁路马鹿箐隧道出口的试点应用,介绍隧道掘进节能环保水压爆破施工技术原理和关键施工工艺。     

长隧道施工通风中气锤效应的试验研究

通过现场调查与模型试验，对隧道施工中的压入式长风管理通风系统进行了气锤效应研究。提出了长风管系统锤强变化规律及计算公式，同时针对当前隧隧道施工现场提出了预防或减少长风管中气锤危害的技术措施。     

隧道掘进面爆破后悬浮颗粒浓度动态变化研究

爆破后悬浮颗粒浓度与距离关系曲线呈山峰状，峰值位于距掘进面较远处，抛烟距离约130－150m。距掘进面不同距离，其悬浮颗粒浓度衰减有较大差异，较远处快于较近处，且速度变化不均匀。     

隧道掘进爆破对地表敏感建筑物的振动影响监测与控制

为控制隧道掘进爆破对地表敏感建筑设施产生的振动危害,对爆破产生的地震效应进行监测与控制是必要的。结合人山子隧道的控制爆破设计,首先通过理论计算,初步分析隧道爆破对地表敏感建筑设施振动速度的影响,再结合爆破时地表质点振动速度的实时监测与分析,提出控制爆破振动危害的措施,以确保地表敏感设施的安全。     

硬岩特长隧道快速爆破掘进技术研究与实践

本文结合某十多公里长隧道中Ⅴ～Ⅵ类硬岩爆破的实践,研究了实现硬岩特长隧道月进尺300m以上的快速钻爆掘进技术,主要创新点有以下几方面1)炸药选型,针对硬岩难破碎的特点,应选择波阻抗匹配好的高爆速炸药.长隧道掘进通风排烟困难,因此要求炸药低毒、少炮烟,同时价格相对便宜,本文课题研制的K5型水胶炸药很好地解决了此问题;2)掏槽方案优化,钻爆法快速掘进的关键性技术难题就在于掏槽爆破成功与否,本文提出的四大空孔直眼掏槽技术可使爆破炮眼利用率达90%以上,一次进尺达4.5m～5m;3)精确钻孔,通过使用电脑台车和进口三臂台车提高了钻孔定位精度和平直度;4)改善堵塞质量,通过采用机械加工的炮泥堵塞孔口,使爆炸能量利用率提高,节省了10%的炸药消耗.最终不仅实现了快速掘进,还使炸药单耗可降低到3kg·m-3以下,钻眼数降低到平均2.54个·     

隧道掘进水压爆破技术的研究与应用

介绍省部级科技项目"隧道掘进水压爆破技术"的研究成果和实际应用效果.并对该项技术进行了理论分析.     

彭水隧道光面爆破施工技术

介绍彭水隧道出口段光面爆破施工方案设计及其质量问题分析与解决方法。指出光面爆破不仅对围岩扰动少。而且对控制隧道超欠挖起了积极作用。     

连拱隧道爆破荷载效应分析

针对连拱隧道设计、施工中存在的问题,采用三维有限差分程序FLAC3D2.0,对连拱隧道进行了爆破荷载数值模拟分析,分析结果表明:在相同条件下,爆破振动受围岩弹性模量E的影响较大,围岩越弱、振动越强烈,反之,围岩越硬、振动越小;爆破应力波最初以冲击波的形式向外传播,随着波阵面不断向外传播,冲击波发生衰减,逐渐从强冲击波衰减成弹性波和地震波,围岩越好、衰减速度越快;爆破振动对隧道的危害主要由一次齐爆最大单响装药量确定;爆破对临时支护的影响较显著,应采用有效措施保护中墙。     

隧道掘进爆破设计数据库的应用研究

以隧道掘进爆破设计与施工为背景,进行隧道掘进爆破设计数据库应用研究。按照爆破设计与施工所涉及参数特点,提取了相应的爆破设计参数及相关数据,应用关系数据库技术分析得到适合隧道爆破设计的数据库结构及其数据表结构并创建各个数据库表。以Visual C 作为开发平台并结合MFCODBC技术,研制出隧道爆破设计数据库系统,实现用户通过该系统即可对隧道爆破设计过程中的数据进行管理和操作,从而使隧道掘进爆破设计及施工管理更加系统、合理和规范。     

顺层岩体各向异性对隧道地震响应的影响

为研究顺层岩体各向异性对隧道地震响应的影响,考虑顺层岩体的横观各向同性本构关系以及顺层岩体中地震波的偏振特性和相速度变化特点,基于黏弹性边界的时域波动理论,建立二维平面地震波从隧道底部入射的输入方法。以某顺层岩体中高速铁路隧道为工程背景,采用ANSYS软件进行地震响应数值分析,研究平面地震波由隧道底部入射时岩层各向异性强度对隧道地震响应不对称性或非反对称性的影响。结果表明:地震qP波入射时,随岩层各向异性的增强,同一时刻地震响应的不对称性总体上逐渐增大,且服从近似线性关系,但地震响应的内力包络却无明确且统一的规律,视岩层倾角而定;地震qSV波入射时,地震响应的非反对称性随岩层各向异性的变化缺乏统一明确的规律,视岩层倾角而定。     

爆破施工隧道围岩稳定性研究

结合贵广铁路棋盘山隧道施工现场测试,研究隧道爆破近区围岩振动规律以及稳定性。对棋盘山隧道掌子面后方拱顶5 m范围内围岩的爆破振动速度进行测试和分析,结果表明:隧道爆破近区围岩的振动传播速度随爆破的比例距离呈幂指数衰减,棋盘山隧道Ⅲ级围岩的幂指数为-0.62。对爆破施工隧道的稳定性研究表明:隧道塌方主要是岩块沿着节理面滑动造成的,与节理面的抗剪强度和岩块的大小及形状相关。最不稳定拱顶位置关键块掉落的临界爆破振动速度,随关键块高度的增大而增大,而随关键块长度和宽度的增大而减小。因此,可根据隧道围岩关键块的形状和位置,计算关键块的临界爆破振动速度,进而得到保证关键块不掉落的炸药量,以控制围岩稳定,确保隧道施工安全。     

沉管隧道地震响应的影响因素分析

以南京长江沉管隧道为背景,采用动力有限元法分析沉管隧道的地震响应。沉管隧道二维分析的合理计算范围分析表明,横向半宽取3倍洞径为宜。隧道结构的地震响应随着周围岩土的黏聚力及内摩擦角的增大而增大。沉管隧道的地震响应随着埋深的增加而增加,但增加幅度在减小,因此,从抗震的角度讲沉管隧道宜浅埋,但浅埋必须满足抗浮稳定性、安全性等要求。在水平地震力作用下,沉管隧道4个角的动力反应较大,是结构的薄弱部位,在设计中应予以加强。考虑水的耦合作用时,隧道的地震反应增强,在水深20 m条件下,应力增量最大超过10%。实际工程中水深一般较大,因此,计算中应该考虑水的影响。     

近距离爆破对既有隧道的振动影响

根据实测资料,运用统计回归方法,进行近距离爆破对隧道周边振动场分布影响的分析,得出结论:最大振动速度出现在隧道迎爆侧的墙壁和拱部,墙脚点振动速度较小,背爆侧振动相对较轻;爆源越近,迎爆侧与背爆侧振动反差越大。比例距离越大,隧道周边的振动峰值速度分布越趋于均匀;爆破夹制作用越大,邻近隧道产生的爆破振动越大;岩体越坚硬完整,振动峰值衰减越慢。提出增加起爆段别,减小单段爆炸药量,增加空孔,改善临空面,减小夹制作用等降低爆破振动的措施。     

爆破施工新建地铁隧道与既有运营地铁的相互动力响应研究

以深圳新建地铁3号线下穿既有地铁4号线为工程背景,采用数值分析方法,对爆破施工新建地铁隧道与既有运营地铁的相互动力响应进行模拟分析.结果表明:在爆破振动作用下,既有地铁隧道二衬的最大拉应力、最大竖向位移和最大振速均位于仰拱中心处,仰拱、拱脚、边墙及拱顶位置处的最大竖向位移和最大振速依次减少;开挖进尺为1m时,仰拱中心振速超过了爆破安全控制标准,因此在施工中应对既有地铁隧道二衬的振速进行重点监测,为安全计,建议将开挖进尺设计为0.5m;既有地铁运营对新建地铁隧道产生的最大位移为0.22 mm,最大附加弯矩为750 N·rn,最大附加轴力为30 kN,说明既有地铁运营对新建地铁隧道的影响较小,在新建地铁隧道设计和施工时可以不予考虑.     

复杂深埋地下高铁车站站台及通道空气动力学效应模拟及设计对策选定

针对京张高铁新八达岭隧道及地下车站的设计方案,采用数值计算软件,模拟地下车站屏蔽门和安全门两种模式下站台的最大风速、最大瞬变压力、压缩波峰值、人行通道最大风速等空气动力学效应进行计算分析。结果表明:无站台门时,车站中部会车使站内气动效应最不利,压力最大峰值可达508 Pa;设置屏蔽门时车站越行线位置的气动效应恶化,高速过站时在屏蔽门上产生的气动压力最大达到937 Pa,屏蔽门门口位置的最大风速值可达9.88 m/s;设置安全门时,到发线越行对站台风压作用小,站台风速低于5 m/s,站内人行通道风速可达7.5 m/s。八达岭地下车站采用安全门模式,站台风压和站内风速均可控制在安全范围内。     

引水隧洞下穿既有铁路隧道爆破施工振动影响及对策

结合云南省盐津县白水江三级电站引水隧洞下穿内昆铁路手扒岩隧道爆破施工工程,采用LS-DY-NA显式动力数值模拟方法及现场爆破振动监测,研究钻爆法施工产生的振动对既有铁路隧道的影响.结果表明:爆破振动影响大小与单段起爆药量、爆源距考察点距离关系密切,随药量的减小、距离的增大而减小;在掌子面接近、远离既有隧道相同的距离时,接近时产生的竖向振动速度大于远离时的;振动速度方向和爆源与考察点的方位有关,当两者为左右关系时,水平方向为主,当两者为上下关系时,竖直方向为主;数值模拟与现场监测所得规律和数值均有较好的一致性,证明了采用该方法研究隧道工程爆破振动影响的可行性和正确性.     

太峪隧道含水地层施工研究

研究目的:太峪隧道含水地层整体性较差,施工难度大,施工存在较大安全隐患.正确认识该套地层以及研究适宜的支护衬砌参数,保证隧道工程通过该套地层隧道施工的安全合理.研究结论:(1)太峪隧道含水地层成因复杂,地层具有一定的压密性,但作为下更新统地层却胶结程度差,丰富的地下水对隧道施工影响很大.(2)该隧道地质条件复杂且赋存地...     

基于灰色理论与BP神经网络的特长瓦斯隧道爆破参数优选

围岩岩体力学行为复杂多变,为避免爆破振动激发煤与瓦斯突出,获得合理的松动爆破,对特长瓦斯特大断面隧道爆破参数进行优选预测研究。基于灰色系统理论和BP神经网络,考虑围岩累积爆破损伤变形具有的动态性、瓦斯等灰色信息,选取最小抵抗线、炮孔间距、装药集中度等参数作为主要优选指标,建立基于单位化约束条件的综合集成优选模型,并对爆破振动效应下的特长瓦斯特大断面隧道的爆破参数进行优选预测。结果表明,建立的基于单位化约束条件的综合集成优选模型降低了试验中爆破参数的离散程度,当爆破参数E、W、q1的优选值分别为60、70 cm、0.12 kg/m时,基于单位化约束条件的综合集成优选模型优选预测值精度较高,隧道爆破效果较好。     

地铁盾构隧道与矿山法隧道接口段抗震计算研究

为确保地裂缝条件下地铁盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口抗震设计满足要求,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,针对西安地铁5号线某区间盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口部位进行横向地震作用时程分析,并与横向地震作用的反应位移法结果进行对比,结合现有理论及规范,分析地铁隧道接口处的抗震性能及合理的计算方法,发现对于结构断面形式突变的地下结构,宜采用反应位移法进行强度及变形计算,同时采用时程分析法进行校核,明确了不同断面接口两侧隧道横向剪切刚度的差异是导致位移与变形差异的主要原因,同时提出减震层、管片柔性结构与弹性垫圈、变形缝以及加强钢筋与后浇环梁等抗震措施,在高烈度地区还可考虑将矿山法隧道设计为圆形或类圆形断面以提高整体抗震能力,研究结论可为类似工程提供参考。