饱和水岩体中大断面巷道群的爆破安全研究

利用爆破振动作为信号源,运用3种不同的计算和测试方法,对爆破施工现场地下饱和含水巷道群的矿山法施工安全进行了计算和安全评价。结合现场岩石条件,对含饱和水、不含水2种工况进行了模拟计算,比较了计算结果,围岩充水时岩体内部受力情况劣化,内部应力增大约13%~15%;通过对爆破振动的现场测量,结合测点几何坐标,计算出了巷道围岩在爆破时产生的振动附加力,对隧道围岩的稳定性进行了评价,为现场支护的时间安排提供了指导意见。另外,结合地震勘探的方法,进一步求出了围岩的品质因子,细化了围岩在受到爆破振动时的衰减规律,为区域隧道群的合理、安全开挖提供了工程参考。     

南水北调穿黄河隧洞爆破振动控制技术研究

针对南水北调东线穿黄河隧洞工程上方筑有黄河大堤,隧洞围岩地质构造发育,存在黄河水、孔隙水和岩溶裂隙水"三水连通"重大安全隐患的具体情况,分析了工程难点及主要安全问题,论证了爆破振动控制的可行性,并提出了加固洞周围岩,利用探洞作临空面,采用分部开挖法,控制单循环进尺和爆破振动监测等隧洞开挖时控制爆破振动的有效方法,成功的将爆破振动对黄河大堤及围岩的扰动控制在了安全允许范围内,可供同类工程参考。     

爆破开挖作用下HD工程地下洞室围岩动力响应特性研究

地下洞室爆破开挖有可能会对开挖洞室本身和邻近洞室产生不利影响,故有必要研究爆破作用下地下洞室围岩动力响应特性,以便于对地下洞室的开挖进行安全评价。结合HD工程地下洞室爆破开挖实例,对实测爆破振动数据进行分析,从中选取合适的数据对爆破荷载进行反演,并采用FLAC 3D数值计算软件对爆破开挖作用下地下洞室围岩动力响应进行模拟和研究。结果表明:爆破作用会对爆源近区有限范围内、有限时间段内的围岩应力及位移分布造成一定的影响,对爆源远区及邻近洞室的应力及位移分布总体规律影响并不显著;随着爆源距的增加,岩体振速峰值衰减明显,而当爆源距较大时,振速峰值衰减趋势相对平稳;相邻洞室岩体振速相对较小。     

爆破震动作用下高地应力巷道动力响应特征与稳定性研究

为了研究爆破震动作用下高地应力巷道的动力响应特征及其稳定性,以淮南潘三矿超前预裂卸压爆破扰动瓦斯综合治理巷为工程背景,通过理论分析建立了爆破作业扰动巷道围岩模型,并根据应力波传播理论及波前动量守恒定理推导出了爆破震动作用下巷道围岩振动方程。使用数值模拟研究了巷道围岩质点峰值振动速度（Peak Particle Velocity,PPV）的衰减特征,从应力分布规律的角度对理论分析进行了补充,并根据模拟结果对巷道围岩稳定性进行了分析。结果表明：巷道围岩振动方程显示,爆炸应力波入射角度的不同会导致巷道围岩不同区域的动态响应特征存在差异。随着爆心距增大,巷道轮廓面附近围岩PPV出现波动,并在自由面处获得最大峰值振速;地应力对巷道围岩PPV具有抑制作用,地应力越大抑制作用越明显,且不同位置围岩的PPV对地应力敏感度存在差异;随着地应力增大,爆破震动作用下巷道围岩受力状态从拉剪变为压剪,最大主应力和剪切应力也随之增大。研究认为随着埋深增加,在对爆破震动作用下巷道围岩的稳定性进行评估时地应力因素不可忽略。对于潘三矿超前预裂卸压爆破工程现场而言,除了巷道的直墙外,墙角、拱墙也是危险区域,应当着重予以加...     

隧洞爆破地震波作用下临近水电站的安全性评估

为了评估隧洞爆破地震波作用下临近水电站的安全性,结合深溪沟水电站安装间灌浆排水廊道的掘进爆破开挖工程,利用TC-4850测震仪对临近发电厂房、机组及其他重点保护对象进行爆破震动监测。首先将实测数据进行震动波形、时能密度和震速峰值分析,然后采用一元回归方法分析爆破震动衰减规律,预测不同单响药量和不同爆心距下质点震动幅值,通过与国家爆破震动安全控制标准比较,评估爆破震动的安全性。研究结果表明:现场监测结果与回归分析的理论预测结果相吻合,隧洞爆破震动对临近水电站安全运营的影响较小,采用上述分析方法能够合理地评估隧洞爆破地震波作用下临近水电站的安全性。     

周边密空孔钻爆法在软质围岩隧洞开挖中的应用

本文结合温州赵山渡引水工程许岙隧洞进口软质围岩隧洞开挖爆破的成功经验,详细介绍了周边密空孔爆破法在软质围岩隧洞开挖中的应用,为软质围岩隧洞开挖爆破提供了有益的经验。     

城市越岭长隧道爆破开挖振动影响研究

隧道钻孔爆破开挖技术在城市越岭长隧道中的应用能够有效地提高施工效率,节约建造成本。然而受周边环境的影响,爆破有害效应的影响日显突出,特别是爆破振动影响成为爆破开挖制约的主要因素。根据大盘山城市越岭长隧道进出口段爆破开挖过程中对周边建筑振动影响的实际监测,分析了不同围岩爆破地震波传播衰减规律。结果表明：相同围岩等级下,围岩完整性与萨道夫斯基公式中的关键参数K、α取值存在反相关性,即在相同围岩等级下,完整性越好,关键参数取值越低。建议进口段K、α值分别为350和1.9,出口段250和1.85,并绘制了三个代表性装药量下的爆破振动速度传播曲线。根据绘制的曲线以及现场建筑对振动速度的控制要求,确定了隧道爆破开挖距离洞口的起始位置。为进出口围岩等级和完整性较差、且周边拥有密集建筑群的实际隧道开挖工程提供参考。     

地下巷道对近区爆破动荷载的响应特性研究

在地下矿产资源开采和地下空间群及隧道开挖过程中,钻爆施工具有无法取代的优势,然而地下既有开挖空间受近区开挖爆破动荷载的影响也不容忽视.为提高钻爆开挖后地下空间围岩安全、稳定以及优化开挖爆破方案,结合某磷矿采掘巷道特征,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建模计算既有巷道在不同距离爆源(爆源距离巷道距离分别为10 m、14 m、18 m、22 m)巷道的顶板、底板、巷帮动力响应分布.计算结果表明:既有巷道断面近区岩石的破坏以拉应力破坏为主,压应力起辅助破坏作用;相邻巷道的合理布置范围在14～18 m范围之内,有效保证采场结构的安全稳定;倒梯形断面有助于爆炸应力波的引导和发散,同时也有助于提高既有巷道的安全稳定.     

宝瓶水电站引水隧洞IV,V类围岩支护施工技术要求及安全措施

总结了宝瓶水电站引水隧洞开挖及一期安全支护施工中防止或减少塌方的一些技术措施,包括开挖前的地质预测预报,控制爆破、围岩稳定性评价、围岩变形监测等.     

宝瓶水电站引水隧洞IV、Ⅴ类围岩支护施工技术要求及安全措施

总结了宝瓶水电站引水隧洞开挖及一期安全支护施工中防止或减少塌方的一些技术措施,包括开挖前的地质预测预报,控制爆破、围岩稳定性评价、围岩变形监测等.     

爆破开采扰动对巷道围岩稳定性影响的模拟研究

以某金矿Ⅶ号矿体-498m水平开采工作面为研究对象,采用有限元数值仿真分析方法研究了该矿爆破开采扰动对巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:受开挖扰动的影响,巷道顶板的最大主应力减小较为明显。在工作面推进过程中,巷道周边岩体向开挖空间内移动,采掘横巷顶部的位移场沿工作面呈现心型分布,且在采掘横巷与水平沿脉巷交汇处出现的最大位移为6.31mm。随着工作面的推进,采掘横巷围岩的垂直位移呈现增大的趋势,当巷道掘进工作面推进3m以内时,其采掘横巷顶板的垂直位移变化较大,最大增大了60.13%;当巷道掘进工作面推进距离超过3m时,顶板的顶部垂直位移变化不明显,而水平沿脉巷道各监测断面的围岩垂直位移趋于稳定;当工作面推进20m后,可认为开挖对水平巷道围岩的垂直位移没有影响。巷道围岩主要表现为剪切破坏,且巷道临空位置顶板和底板主要表现为拉伸破坏和拉剪复合破坏。     

聚能爆破在隧道开挖成型控制中的仿真试验研究

为了提高水平岩层隧道光面爆破效果,减少隧道爆破开挖超欠挖量,提高施工速度和减少工程投资,以段家坪隧道为例,采用数值模拟和现场试验对聚能爆破在隧道开挖成型控制中的作用进行研究。数值模拟结果表明,聚能结构一侧上的围岩节点振动速度和单元应力均大于非聚能结构一侧。现场聚能爆破试验表明,周边眼聚能装药结构能够更好地控制水平砂泥岩地层隧道爆破成型,大部分超挖量控制在15 cm以内,最大超挖量减少了78.9%。     

地下洞室群爆破地震波传播的现场试验研究

溪洛渡水电站右岸平行开挖3条大断面近距离的导流洞,形成了多个工作面平行和交叉作业,致使爆破开挖干扰大,安全问题突出.通过对复杂地下导流洞群爆破振动现场试验,研究了导流洞群爆破地震波在开挖主洞和邻近导流洞的传播规律.研究结果显示,在爆破作业条件相同的情况下,在其中一条导流洞进行爆破开挖时,其洞内爆破质点振动速度传播规律与相邻导流洞的振动速度传播规律存在较大差别,相邻导流洞内的爆破质点振动速度传播具有放大效应,且随爆破开挖方式、临空面和周围夹制作用的不同,其衰减规律和放大效应也有差异.在相同条件下,临空面少、围岩夹制作用大的部位进行爆破在近区产生的质点振动速度比临空面多、夹制作用小的部位产生的质点振动速度大,衰减也较快.这为复杂地下洞室群爆破施工的围岩稳定性和施工、支护的设计和安全性提供指导.     

爆炸荷载作用下围岩累积损伤效应的数值分析

巷道爆破开挖推进过程中,循环爆破开挖的多次扰动作用使保留岩体产生累积损伤,导致岩体力学参数的弱化,从而造成工程岩体的宏观失效。利用ANSYS/LS-DYNA的重启动技术,通过损伤云图和损伤变量D的变化,对圆形巷道循环进尺过程中爆破作用下的岩体累积损伤效应进行研究。计算结果表明:随着掌子面推进爆破次数的增加,围岩的损伤程度加深,但影响深度变化较小;在装药量和爆心距不变的情况下,损伤量与爆破次数之间有很好的非线性关系,即爆破损伤的累积具有非线性特性。     

隧道掘进爆破振动在地表及上部岩体传播特征?

为了解隧道掘进爆破振动信号在地表及上部岩体内传播的特征,以鹤大高速小沟隧道掘进爆破为工程背景进行研究。对地表部分,现场监测后利用小波包分析对监测数据进行信号去噪重构处理,对得到的纯净信号进行时频分析及能量分布研究,进而得出振动信号沿地表的频率分布规律及能量衰减规律。对上部岩体,利用ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,提取关键点振速,分析得出开挖与未开挖两侧振动信号在隧道上部岩体内传播过程中的质点振速与能量衰减规律。为隧道爆破掘进动力响应研究、爆破震害评估和爆破设计的改进提供依据。     

隧道扩挖既有衬砌的爆破拆除

以浙江温岭楼山隧道扩挖工程为背景，采用ANSYS数值模拟软件对两种工法下隧道拱顶既有衬砌的爆破拆除方案进行对比，研究不同的爆破开挖方案对隧道周边岩土体及既有隧道产生的影响。其中，工法一对隧道I部分衬砌及上方I部分岩土体同时进行开挖；工法二则对上述两部分进行分部开挖。通过对两种工法下监测点的振动速度进行研究分析，并参考GB 6722—2014《爆破安全规程》，对比选出合适的爆破拆除方法。结果表明:两种工法左侧未开挖隧道的振动速度均低于安全标准；工法一的爆破振动速度相对较大，隧道右洞质点振动速度大于安全允许值；采用Matlab对右洞监测点的振动速度进行拟合，获得了爆破振动衰减规律。     

复杂环境下既有隧道扩挖爆破技术

针对复杂环境下既有浅埋隧道扩挖工程具有围岩风化严重、开挖方式单一、保留边帮易受损和爆破振动难控制的特点,以某隧道K116+140～K116+312段扩挖工程为实例,综合分析、研究了该隧道扩挖工程的难点,依据以往隧道掘进施工经验,提出了隧道上部超前开挖法,台阶钻爆法、光面爆破技术和有效的爆破安全措施。同时通过精细化的装药结构设计和起爆网路的连接,控制了爆破振动对既有隧道的危害,确保了隧道扩挖壁面的平整,达到了预期的扩挖要求,可为类似隧道扩挖工程提供经验借鉴。     

邻近隧道爆破震动对既有隧道影响的研究

运用有限元的基本理论 ,采用ANSYS软件对既有隧道受邻近隧道爆破震动影响进行了研究。分别就不同围岩类型、不同隧道间距情况下既有隧道的振动进行了分析。结果表明 :既有隧道迎爆面边墙的振速最大 ;围岩越稳固 ,振速越小 ;当间距小于 1倍的隧道直径时 ,隧道衬砌的振速会超过允许值 ;围岩的振速与至爆源距离的关系是非线性的     

采用控制爆破技术拆除某桥墩部分钢筋混凝土

介绍了采用控制爆破技术拆除桥墩部分不合格钢筋混凝土的方法。在预留部分打一排导向孔,对爆破冲击波起到隔离、衰减的作用。在爆破拆除不合格的钢筋混凝土的过程中,保证了桥墩预留部分的混凝土不受破坏,此经验可为类似工程参考。     

大断面黄土隧道近距离爆破控制效果分析

为防止超大断面黄土隧道开挖爆破对既有隧道中人、车通行安全的影响,提出合理的爆破施工参数及控制技术。新建二庄科隧道工程,其最大开挖断面达到136.08 m²,存在断面大、周边环境复杂、对爆破施工技术要求高等技术难点。综合考虑现场条件及工程经验,对双侧壁导坑法光面爆破施工技术进行详细设计,通过以大化小、优化施工工序、细化爆破施工参数、加固既有隧道衬砌结构等方法,有效地避免了爆破振动对既有隧道的影响,既有隧道迎爆侧振速峰值仅为4.20 cm/s,远小于规范允许值,且爆破效果也满足光面爆破质量控制要求,从而确保了大断面隧道施工安全及既有隧道的通行安全。因此,该隧道爆破控制技术及参数可为类似大断面隧道爆破施工控制提供参考。