爆破动力作用下小净距隧道围岩振动效应分析

以渝长高速公路武隆小净距隧道掘进爆破为背景,应用FLAC3D数值模拟法进行隧道掘进爆破条件下的前洞围岩振动效应分析.通过计算结果与试验数据的对比分析,证明了应用此计算方法进行振动强度分析的可行性.进一步分析表明,全断面不同循环进尺爆破方案引起振动速度的分布规律基本相同;在爆破掌子面前,前洞迎爆侧边墙上的最大振动速度沿隧道轴线方向随水平距离增大有明显的放大现象,最大振动速度发生在爆破掌子面前面10 m左右前洞断面迎爆侧的边墙上;在爆区附近,前洞迎爆侧围岩上的振动速度是背爆侧的6-10倍.     

爆破动荷载作用下边坡锚杆加固效果分析

岩质基坑边坡的加固措施常采用全长粘结式锚杆。为了研究在爆破动荷载作用下的锚杆加固效果,根据南溪长江大桥北岸锚碇基坑北侧边坡的爆破开挖情况,采用FLAC3D对基坑边坡加设锚杆前后的动力响应进行了计算。应用Bishop-拟静力法计算基坑边坡的动力稳定性系数。通过分析计算结果得出以下主要结论:加设锚杆后可以改善边坡的应力分布,减弱边坡坡脚处的应力集中现象,防止由于应力集中而导致的局部破坏;在爆破动力作用下,锚杆的轴力和砂浆剪应力均随时间的增加而增大,且增大的速率基本相同;加设锚杆后边坡的动力稳定性系数由0.98提高到1.33,提升幅度为36%。     

并行小净距隧道楔形掏槽爆破振动效应研究

以重庆鸭江隧道小净距段爆破掘进施工为背景,采用现场振动监测与数值计算相结合的方法研究了并行小净距隧道后续洞上台阶采用楔形掏槽爆破产生的振动效应,分析了掏槽孔与掌子面之间的布置角度对振动速度场的影响。结果表明:先行洞迎爆侧边墙上的最大振动速度出现在后续洞爆破掌子面的侧后方;掏槽孔的布置角度越大则振动强度的极值越大,极值出现的位置也越靠近爆破掌子面。可以通过减小掏槽孔的布置角度来实现降低隧道掘进爆破振动强度的作用,此外在施工现场布置振动监测点时应考虑掏槽孔布置角度的影响,掏槽孔的布置角度越大则振动监测重点区域与爆破掌子面间的距离越小。     

锚碇式隧道爆破振动效应数值试验

为了研究南溪长江大桥锚碇隧道后续洞掘进爆破时隧道围岩的振动特征,采用动力有限元(LS-DYNA)数值计算的方法,对锚碇隧道后续洞掌子面开挖至隧道轴线27 m处的工况进行了数值计算,将计算结果与现场实测数据进行了对比分析,证明了数值计算的可行性。根据数值计算结果对隧道中隔岩墙的振动特征进行分析可以得到以下主要结论:先行锚碇隧道迎爆侧水平向的峰值振动速度最大。随着距离爆破掌子面轴向距离的不断增大,先行洞迎爆侧边墙上各监测点在三个方向上的振速峰值分量越趋近于一致。后续洞掘进爆破引起的在中隔岩墙上的最大振速峰值的位置位于掌子面掘进方向上约1 m左右。在后续洞进行爆破开挖时,振速峰值均随着距离掌子面轴向距离的增大而减小,并且沿隧道掘进方向的衰减速度比反方向的衰减速度慢。     

层状围岩小净距隧道减振掘进爆破技术试验研究

小净距隧道掘进爆破在施工过程中,爆破产生的振动不可避免地对中隔墙产生扰动和损伤,影响其稳定性。层状围岩小净距隧道对爆破振动强度的控制更加严格。在重庆南涪高速公路鸭江隧道,针对常规掘进爆破和减振掘进爆破技术进行现场试验,根据试验结果得出了层状围岩小净距隧道中隔墙的振动强度分布特征,验证了减振掘进爆破技术中掏槽炮孔采用间隔装药并采取孔内分段毫秒延迟起爆的方法,可以有效地控制爆破振动强度,较常规爆破技术振动强度降低30%以上。     

锚碇隧道爆破振动控制技术及其应用效果分析

锚碇隧道的结构形式及使用特征要求必须严格控制爆破振动对围岩稳定性与完整性所造成的影响。针对锚碇隧道断面大、净距小、钻爆条件差等特点,通过采用单次循环进尺为1.5~1.8 m的短台阶弱爆法施工技术可在满足合理施工进度的情况下实现爆破振动强度的有效控制。同时,根据典型断面掘进爆破时中夹岩墙振动强度测试结果的分析得到:(1)掏槽爆破所受夹制作用是决定锚碇隧道中夹岩墙振动强度的主要因素;(2)伴随开挖断面的增大,中夹岩墙高度增加、厚度减小,中夹岩墙振动强度会有所增加。