城市浅埋小净距隧道爆破施工优化与分析

发布时间：2021-01-13 12:38

　　针对福州地铁2号线洋里站矿山法段爆破施工优化问题,采用数值软件计算不同工况下小净距隧道的力学响应;以左右洞错开距离、爆破开挖进尺、上台阶长度为试验因素,以后行洞右侧拱腰水平位移峰值、中隔岩有效应力峰值、地表振速峰值以及双洞贯通时长为评价指标设计三因素四水平的正交试验;采用灰色关联度分析和组合赋权法进行结果数据处理,并获得最优参数组合。研究结果表明:左右洞错开20 m,爆破开挖进尺3 m,上台阶长度10 m为小净距隧道爆破施工最优化方案,且与现场实际采用的爆破方案对比,隧道中隔岩拱腰水平位移、中隔岩有效应力峰值、地表振速峰值分别降低11.4%,33.7%和12.84%;基于正交试验的灰色关联度分析可以通过少次数的试验获得最优化参数方案,具有良好的应用前景。 

【文章来源】：铁道科学与工程学报. 2020,17(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

数值网格模型

在现场进行监测试验时，由于隧道净距较小，同时断面较小，因此现场初步方案一致采用上下台阶爆破开挖方式。此次现场爆破测试具体情况为：左右洞掌子面错开距离为10 m，上台阶爆破进尺为4 m，上台阶长度为12 m，分为7段，且上下台阶隔天起爆，其中每段爆孔个数以及爆孔装药量见表2。图2为现场上台阶炮孔布置图。在隧道掘进爆破过程中，一般是分布在一定空间内的多孔装药起爆，围岩内壁任意一处由爆破产生的应力是多个应力波叠加的结果，目前还没有一种理论方法能较为准确地计算多孔装药起爆在围岩内壁产生的应力。由于掏槽孔距离隧道轮廓面较远，对围岩的扰动较小，因此，本文主要考虑周边眼所产生的爆破荷载，即对应于上台阶中的15段，并认为爆破荷载均匀的作用在开挖面轮廓线各单元节点上，作用方向为洞周法线方向。周边眼装药量是根据周边眼炮孔的数目，炮孔的深度，装药的耦合度来确定的，本文中近似认为炮孔深度代表开挖进尺。由于现场多采用不耦合装药，根据文献[12]可知，在不耦合装药情况下，爆孔岩石壁受到爆破荷载时程函数为：

式中：ρ0为炸药密度；D为炸药炮轰速度；lc为炮孔长度；lb为装药长度；dc为炮孔直径；db为装药直径；?为阻尼系数；t为作用时间；n为爆轰产物撞击内壁时的压力增大倍数，取值多为8～11，这里取10。周边眼的具体装药结构如图3所示，其中lb=lb1+lb2+lb3+lb4+lb5+lb6+lb7。本文中，当作用时间t=tr=6 ms时，爆破荷载达到峰值P0，爆破荷载时程曲线如图4所示。图4 爆破荷载时程曲线

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2974888