复杂环境下隧道爆破施工控制技术

随着隧道建设的日益增多,由于环境的限制,出现了许多复杂环境下的隧道工程。为确保复杂环境下隧道的爆破施工安全,结合隧道的建设,对隧道爆破近区振动进行测试研究,揭示隧道爆破近区围岩振动规律,用以指导隧道爆破施工。为了降低隧道爆破振动,进行了隧道电子雷管爆破降振试验、隧道电子雷管和导爆管雷管联合降振试验,电子雷管爆破产生的振动比导爆管雷管产生的振动降低70%,并给出了适用于不同隧道围岩的隧道电子雷管爆破关键参数。研究并给出了隧道施工中广泛使用的喷射混凝土和砂浆锚杆在隧道爆破施工中的安全振动标准,同时也研究了隧道无支护条件下的安全振动标准,基于爆破近区振动传播规律,给出了隧道爆破施工时的具体措施。     

分岔隧道大拱段围岩稳定性监控 与爆破振动效应分析

 分岔隧道是一种新型的隧道结构形式,其设计方案、开挖支护方法对围岩稳定性至关重要。以沪蓉西高速公路庙垭隧道为工程背景,基于大拱段跨度大、浅埋等工程特点,通过围岩变形监测、支护体系受力监测和爆破振动现场监测,分析分岔隧道大拱段围岩变形特点和控制措施,并探讨爆破振动对浅埋地表稳定性的影响,得到浅埋大拱隧道施工开挖的围岩变形规律、支护体系受力状态以及其爆破振动效应的特点,判定浅埋山体的稳定性及支护参数选取的合理性。该研究为分岔隧道的现场施工提供了必要的依据,对今后类似工程的设计和施工具有重要的参考价值。     

水江隧道上跨渝黔高铁徐家堡隧道施工技术

近距离空间交叉隧道施工带来的安全风险日益突出,依托渝湘高速公路复线水江隧道上跨渝黔高铁徐家堡隧道工程,结合隧道爆破振动与围岩位移实测数据,研究了空间交叉隧道同时施工面临的关键技术问题。研究结果表明：调整交叉隧道区域段两个隧道施工组织为五阶段施工方案,可以显著降低同时施工引发的安全风险;调整爆破技术和爆破参数能够减轻爆破振动对交叉隧道围岩岩体及支护结构体系的不利影响。     

浅埋双洞隧道爆破振动安全技术研究

熊冲隧道采用控制爆破法进行开挖,为了控制熊冲隧道爆破振动所产生的危害,采用TC-4850新型爆破测振仪对熊冲隧道爆破振动进行监测;通过收集现场测振数据,分析V-L,V-f之间的关系图,了解地震波在围岩中的衰减特点,利用萨道夫斯基经验公式结合爆破安全规程相关规定对目前的振动安全情况进行评价,并提出了建议。     

爆破动荷载下山岭隧道围岩响应分析

为定量确定大前石岭围岩爆破振动响应规律并分析其对大前石岭围岩稳定性的影响,以FLAC3D数值模拟软件建立三维空间模型,并对隧道围岩在爆破振动下的响应情况进行监测,得到了隧道围岩位移和速度响应规律,并在该基础上对影响近接围岩稳定性的因素进行了探讨,得出大前石岭围岩振动响应与支护条件和围岩等级等因素存在一定关系的结论。通过FLAC3D软件计算出的结果能较好地反映出大前石岭围岩在爆破振动下的稳定性状况,对实际施工有一定的指导作用。     

佛祖坳隧道施工爆破监控与分析

以佛祖坳隧道项目为背景,通过对隧道爆破振动监测数据回归分析,求得本隧道最大单段爆破药量经验公式,并据此检算和控制每次爆破允许最大单段爆破药量,并提出爆破振动相关控制和保护措施,以确保施工中爆破振动不超过规定的范围。     

基于爆破损伤的Hoek-Brown强度准则修正

传统隧道围岩分级方法未考虑爆破损伤因素对围岩分级的影响,爆破作为隧道主要开挖方法,其产生的岩体损伤对岩体分级评判标准的影响不可忽略。笔者分析了基于Hoek-Brown强度准则的岩体力学参数取值方法,指出了Hoek-Brown强度准则和现有改进公式中确定岩体参数存在的不足。考虑爆破累积损伤效应,提出了不同围岩级别下Hoek-Brown经验常数m_b、s、a的计算方法,建立了考虑隧道埋深与爆破累积损伤效应的不同围岩级别的Hoek-Brown强度准则经验常数计算公式。以龙南隧道1号斜井爆破现场试验得到的声波变化率对修正公式进行了检验分析,验证了Hoek-Brown强度准则岩体经验常数修正公式的准确性。     

硬岩地层暗挖斜井对下部既有运营喷锚隧道结构的影响分析

关于硬岩地层中既有隧道喷锚支护受邻近隧道施工影响产生的变形控制标准的研究很少,依托青岛地铁4号线人民会堂站斜井上跨3号线人汇区间工程为背景,采用MIDAS/GTS计算分析斜井施工对既有运营隧道的影响,并结合自动化监测实测数据进行研究,得到以下结论:采用超前小导坑非爆破+后续爆破扩挖减振爆破方案,产生的爆破振动速度满足爆破控制标准0.5cm/s;硬岩地层喷锚永久结构变形控制标准建议为:竖向及水平收敛≤3mm,爆破振速≤0.5cm/s;硬岩地层隧道施工的主要影响区≤0.5H,次要影响区为(0.5~0.8)H。     

鹤上三车道小净距隧道爆破振动测试与分析

结合福州国际机场高速公路鹤上三车道小净距隧道工程实践,对小净距隧道中间岩柱在爆破荷载作用下的振动响应进行相关监测,分析振动波在不同级别围岩、不同监测位置的传播及分布规律。研究结果表明:隧道中间岩柱边墙部位振动速度大于拱脚部位,且随着围岩质量提高,振动速度差别逐渐减小;最大振动速度出现在迎爆侧边墙测点的径向方向,可将其作为爆破振动的控制速度;当隧道净距为6 m左右(约0.35B)时,爆破振动对中间岩柱的影响范围为爆破面前后10～20 m,且随围岩质量提高,影响范围相应减小;爆破面前方中间岩柱受爆破振动影响要大于爆破面后方岩体,施工中宜加强该部位监测;同时,宜严格控制爆破总药量和单段最大药量,且分段爆破时,爆破段差应不小于100 ms。该研究结论可为类似条件下小净距隧道的爆破控制和现场监测提供借鉴与参考。     

西柏坡公路上东峪隧道施工技术

以隧道施工经验和岩体力学的理论为指导原则,介绍了锚杆、格栅钢架和喷射混凝土组合的支护技术,以及微差光面爆破的掘进技术,通过监测控制围岩变形,充分发挥和保护了围岩的自承能力,总结了隧道施工必须注意的事项,从而确保隧道施工安全顺利进行。     

软弱破碎围岩隧道超前支护确定方法

 如何合理确定超前支护类型及参数范围是保证软弱破碎围岩隧道施工的关键问题。针对该问题,提出包含施工安全性评价、超前支护方式选择、超前支护参数确定3个方面的隧道超前支护确定方法。首先,对隧道围岩的变形预测值 和控制标准值 进行比较,判断是否需要采用超前支护措施;进而采用工程类比法初步确定可能采取的超前支护方式,对采用超前支护后的隧道围岩变形预测值 与控制标准值 进行比较,选择满足变形控制标准的超前支护方式;在此基础上,对超前支护参数的敏感性和加固有效性进行分析,并制定出支护参数的上限值和下限值。将该方法成功应用于贺街大断面高速铁路隧道施工中,弥补了以往经验设计方法的不足,为定量化确定隧道超前支护提供一种思路,对软弱破碎围岩条件下隧道安全施工的理论研究和工程实践具有一定指导意义。     

邻近隧道爆破施工对输油管道影响范围研究

隧道爆破施工产生的震动效应对临近构筑物存在较大影响,往往可能危及到周边构筑物的安全。尤其在围岩条件较差地层中近距离下穿石油管线时,隧道爆破施工可能引起石油管道沉降、位移,对其存在很大威胁。通过数值模拟计算,以质点振动速度为研究对象,研究了隧道爆破施工对临近输油管线的影响范围,并结合爆破安全规程,对石油管线进行了结构安全评价。在影响范围内,采用控制爆破或非爆破开挖的措施减少振动影响,保证石油管线安全;在影响范围外,采用一般爆破以节省工程投资。     

小净距隧道围岩的爆破振动影响规律研究

小净距隧道后行隧道爆破施工会引发相邻先行隧道围岩振动,振动强弱与隧道净距和单次炸药量相关,通过工程现场监测和数值模拟相结合的方式,对隧道净距的影响规律展开研究。结果表明,小净距隧道后行隧道掌子面起爆时,相邻先行隧道迎爆面拱腰处围岩爆破振动速度最大,最大振速随隧道净距的增大而不断减小,随单次炸药量的增大而增大。当Q/R³＜1×10^-3时,后行隧道掌子面爆破对先行隧道围岩的爆破振动影响可忽略不计。对先行隧道围岩最大振速进行萨道夫斯基公式拟合,得到小净距隧道相邻先行隧道Ⅲ级围岩最大振速预测方程中的场地系数K=8.73,衰减系数α=0.83。     

悬索桥锚碇隧道爆破开挖的围岩累积振动效应研究

 结合矮寨悬索桥锚碇隧道的爆破施工,通过围岩的声波测试得到围岩损伤度和松动圈范围在不同等级的爆破冲击荷载作用下的发育规律,探讨围岩累积损伤程度和振动速度之间的对应关系,以及引起岩体损伤度累计效应的阈值,较为完整地描述了爆破冲击荷载作用下围岩损伤度和松动圈的发展过程。在此基础上得出合理的爆破振动速度的控制指标。结果表明：锚碇隧道的爆破施工不但要控制单次爆破对围岩的扰动,更重要的是,应考虑围岩在频繁的近距离爆破作用下产生的累计振动效应并加以控制。爆破振动速度控制在3～6 cm/s时,最大围岩松动圈厚度约为2.3 m,围岩平均损伤度约为0.15。当测点处围岩的振动速度小于2 cm/s时,围岩的损伤度积累不明显,可视为爆破振动累积损伤阈值。     

高原铁路长大隧道钻爆法施工控制研究

以某高原山区铁路隧道为研究对象，采用光面爆破技术进行施工，运用现场实测的方法对光面爆破产生的施工超欠挖和振动量进行控制，研究光面爆破的施工控制效果。结果表明，光面爆破对于长大隧道穿越复杂多变的地质体而言具有较好的适应性，左线隧道的超欠挖量控制在±4 cm，而右线隧道的超欠挖量控制在±6 cm；岩体强度约坚硬，光面爆破产生的振动速度峰值越大，且振动峰值波包出现的时间越快；隧道全长范围内，不同强度和完整性的围岩体，其振动速度呈现明显的不同，在软硬过渡带及断层破碎带中，振动速度呈现显著的“下陷”；隧道同一断面位置处，光面爆破产生的振动速度最大，其次为拱腰位置，拱底位置最小，在实际工程中，建议在不良地质段有必要采取措施控制光面爆破对隧道拱顶的振动影响。     

地铁暗挖隧道超欠挖及爆破振动控制技术研究

以青岛地铁13号线灵山卫站—黄海东路站区间地铁暗挖隧道为例,基于软弱围岩施工过程中存在的爆破超欠挖及爆破振动速度过大的问题,对现场数据进行采集,并进行了爆破方案的优化。研究了施工过程中的实际爆破参数与优化后爆破参数,将临时竖井区间隧道开挖施工的实际爆破方案与优化后爆破方案进行了对比分析,得出了控制爆破超欠挖及爆破振动的重要措施,降低了地铁暗挖隧道爆破超欠挖量,解决了爆破振动对周围建筑物及居民的影响问题,为类似工程积累了经验。     

湖北省十白高速公路宋家湾隧道爆破振动监测分析

十白高速公路宋家湾隧道为连拱短隧道,隧道爆破会对既有隧道的围岩稳定性造成较大的影响。为确定合理的爆破装药量以确保围岩在爆破振动时的稳定性,通过现场监测,得到了隧道爆破围岩的振动速度与振动频率,由此提出了确保工程稳定的合理装药量,研究成果为隧道的顺利施工提供了科学依据。     

隧道光面爆破施工工法

光面爆破现已被规定为隧道掘进工程中的标准方法.隧道施工采用光面爆破能使围岩周边形成平滑圆顺的表面,可以有效控制周边超欠挖,减少围岩扰动,减少支护工程量.同普通爆破相比,光面爆破能取得巨大经济效益、安全效益和其它综合效益.     

爆破振动对邻近建筑物的影响

地铁隧道多处于城市中心,地表建筑物众多,环境复杂,为确保隧道爆破施工安全,减少民扰及确定最大单响药量,在现场试验的基础上,根据萨道夫斯基经验公式,计算出爆破地震波衰减系数α和k值,得出了适合该爆区爆破地震波传播衰减经验公式,并根据该公式计算保护对象不同安全振速要求的单段最大起爆药量,通过对地表质点的振动特性以及衰减规律进行分析,确定爆破规模,将隧道周边建筑物的振动速度控制在安全范围内,从工程实施的效果来看,研究成果与结论取得了较好的应用,保障了工程爆破顺利完成的同时,对周围建筑物不造成损坏.     

隧道爆破近区爆破振动测试研究

 隧道掌子面附近围岩的稳定性对施工人员和隧道自身的安全至关重要,实践证明,由隧道爆破远区振动数据得出的围岩振动规律不适用于爆破近区。因此,测试隧道爆破近区围岩的振动、研究隧道掌子面附近围岩的振动规律是隧道钻爆施工安全的重要保证。以贵阳-广州铁路棋盘山隧道为工程背景,在隧道掌子面后方隧道拱顶5 m范围的围岩内安装定制的速度传感器,测试隧道拱顶部位围岩的爆破振动速度;利用隧道中导洞的开挖,在中导洞掌子面正上方和侧面2 m范围的围岩内安装定制的速度传感器,测试掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动速度;研究隧道掌子面后方隧道拱顶、掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动规律。研究成果对隧道钻爆施工具有一定的指导意义。