交叉隧道工程的爆破影响研究 |
日期:2015-1-13 13:59:58 来源:转载 浏览数: |
在采用钻爆法施工的近接隧道工程中,要求在新建隧道邻近既有隧道施工时,除了要保证新建隧道的工程质量和进度外,还必须减少或消除对既有隧道的影响,确保施工区周围的人员和既有隧道的安全。目前,针对出现的各种地下工程近接施工的爆破影响已有一定程度的个案研究。 基于小净距公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,得出了质点振动速度峰值衰减经验公式。基于数值模拟和现场试验,分析了层状岩体中钻爆法修建近距离双线隧道的爆破振动响应。对于既有隧道,迎爆侧墙处的振动速度和反射拉应力最大,振动速度具有很强的方向效应,隧道径向振动速度大于切向振动速度,径向振动速度对既有隧道和新建隧道围岩的损伤起主导作用; 采用上下台阶开挖时,上台阶爆破冲击波对既有隧道的影响比下台阶显著; 新建隧道爆破时,振动速度随着与爆源距离的增大成非线性减小。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研究。既有隧道迎爆侧边墙振速最大; 围岩越稳固,振速越小; 当间距小于1 倍隧道直径时,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。 结合都汶高速公路董家山隧道小净距段的实际情况,应用数值模拟方法,对小净距段在爆破荷载作用下的相互影响问题进行了研究。隧道爆破施工中应对迎爆侧进行重点监控,采用合理的开挖和加固方式将有效降低爆破施工对先建隧道的不利影响。 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,得到了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; 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。并提出了增加起爆段别,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。此外,ANSYS /LS- DYNA 是功能齐全的显式动力分析软件,可以求解各种高速碰撞,爆炸和模压等大变形动力响应。 近年来也逐渐应用到岩石爆破领域,可用来模拟从炸药爆炸到岩石破坏与地震波传播的整个过程,为研究岩石爆炸破坏机理及地震波传播等提供可能。采用ANSYS /LS - DYNA 程序对爆炸发生时岩层与巷道混凝土板中应力波传播与能量耗散过程进行了一定的个案研究。 总之,在采用钻爆法施工的交叉隧道工程中,要求在新建隧道临近既有隧道施工时,除了要保证新建隧道的工程质量和进度外,还必须减少或消除对既有隧道的影响、确保施工区周围的人员和既有隧道的安全。其主要采用以下2 种研究方法: 1)采用ANSYS 软件对既有隧道受邻近隧道爆破震动影响进行研究。 2) 采用现场监测的手段分析施工震动爆破对既有临近隧道结构及围岩的影响。但隧道爆破震动非线性特性显著,主要表现为震动的方向效应和不同部位震动效应的不均匀性等,单纯的数值计算或监测等手段无法全面地研究隧道爆破震动问题。 |
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