控制爆破技术在复合地层盾构基岩及孤石处理工程中的应用
发布时间：2021-05-10 14:19
随着城市隧道的日益快速的发展,城市隧道面临的不良地质情况越来越多,其挑战越来越多,尤其是在城市隧道建设中常用的盾构工程中,以掘进断面内局部存在的基岩突起及孤石为甚。在我国东南部各大沿海城市,如厦门、深圳、香港、广州、等地,都存在其花岗岩地层中局部侵入了不同程度的球状风化岩体和基岩突起。在这种不良地层中,由于该球状风化岩体强度远远大于土体,无法有效的用刀盘进行破除。传统的地面处理方法或开舱往往有很大的局限性,且城市隧道埋深较深,人工破除安全性较低。因此,该不良地层需要一个高效率,低成本,安全性高的处理方法。本文依托深圳地铁9号线西沿线盾构隧道项目,针对该工程风险,运用了深孔控制爆破技术,预先处理盾构轮廓线内的基岩突起及孤石,其关键技术包括;繁华城市区的施工场地的选择、孤石位置与厚度的确定、周围地下管道的保护、控制爆破的单耗和爆破网络及其他爆破参数的确定、爆破区的保压注浆处理及盾构换刀点的设置,通过抽芯检验判定实际岩石破碎效果。通过爆破震动的监测数据对爆破震动进行分析,利用萨道夫斯基公式计算出滨海小区方向上的衰减参数,利用计算出的衰减参数计算出不同距离的最大安全装药量。为后期的爆破施工提供...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题的背景与意义
1.2 城市隧道盾构工程中孤石及基岩突起的形成和危害分析
1.2.1 孤石和基岩突起形成的原因
1.2.2 孤石及基岩突起对盾构工程的危害
1.3 控制爆破技术处理基岩及孤石的特点
1.4 国内外城市隧道孤石控制预爆破处理技术的研究现状
1.5 论文研究思路及主要内容
2 工程概况
2.1 工程简介
2.2 施工周边环境及水文地质
2.2.1 建筑物情况
2.2.2 工程水文地质条件
2.2.3 工程地质条件对盾构掘进施工影响的分析
2.3 盾构隧道穿越地层的特点及盾构的选型与配套
2.3.1 盾构隧道穿越地层的特点
2.3.2 地面沉降控制
2.3.3 盾构穿越孤石区
2.3.4 盾构的选型与配套
2.4 本章小结
3 盾构施工孤石及基岩突起处理的重难点的分析
3.1 深孔爆破施工准备方案
3.1.1 施工场地的选择
3.1.2 爆破钻孔施工方法及孤石分布的探明方法
3.1.3 深孔爆破对周围管线的影响控制
3.2 控制爆破技术单耗及参数的选择
3.2.1 爆破参数设计
3.2.2 控制爆破技术单耗的选择
3.3 爆破区的保压注浆处理
3.4 开舱换刀处理
3.5 本章小结
4 爆破震动分析
4.1 控制爆破震动速度的检测
4.1.1 监测原理
4.1.2 爆破振动监测工作流程及数据处理
4.2 衰减指数及地质参数的计算
4.2.1 监测数据的合理选择
4.2.2 震动速度数据的线性回归分析
4.3 深孔孤石爆破技术震动速度的控制
4.3.1 干扰减震法
4.3.2 增加临空面法和控制最大起爆药量法
4.4 本章小结
5 深孔爆破数值模拟分析
5.1 深孔爆破数值模拟分析
5.1.1 LS-DYNA的功能特点
5.1.2 LS-DYNA爆破模拟算法
5.1.3 LS-DYNA爆破模拟材料参数的选取
5.2 单孔深孔爆破数值模拟验证模型参数的合理性
5.2.1 单孔深孔爆破数值模拟的网格的建立
5.2.2 单孔深孔爆破数值模拟效果
5.3 群孔爆破模拟分析
5.3.1 几何模型的建立
5.3.2 炮孔距70cm的爆破效果
5.3.3 炮孔距80cm的爆破效果
5.3.4 炮孔距90cm的爆破效果
5.4 不同炮孔距的模拟爆破效果分析
5.4.1 孤石岩体边缘不同位置的引力波分析
5.4.2 裂纹范围及爆腔分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁盾构隧道遇孤石、基岩凸起的地下爆破处理技术[J]. 付元丰. 建设监理. 2018(09)
[2]盾构掘进破坏孤石诱发地层塌陷的灾变机制研究[J]. 陈万垒,谭勇,李想,柳楚楠. 隧道建设(中英文). 2018(05)
[3]特殊环境下城市地铁盾构施工孤石预处理技术[J]. 黄春来,张合海. 建材与装饰. 2018(16)
[4]爆破震动衰减指数、值线性回归分析[J]. 陈吉辉. 内蒙古煤炭经济. 2016(16)
[5]青岛地铁爆破使地上建筑物受损的危险分析[J]. 徐天恒,张纪鹏,赵红,马永志,霍炜. 青岛大学学报(工程技术版). 2015(04)
[6]孤石爆破对土体扰动规律的试验研究[J]. 吴帅峰,余永强,褚怀保,梁曦瑶. 爆破. 2015(04)
[7]中国隧道工程学术研究综述·2015[J]. 马建,孙守增,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,魏雅雯,叶飞. 中国公路学报. 2015(05)
[8]《爆破安全规程》（GB 6722—2014）已发布[J]. 宋文峰,何平成. 工程爆破. 2015(01)
[9]基于跨孔电阻率CT的地铁盾构区间孤石探测方法及物理模型试验研究[J]. 李术才,刘征宇,刘斌,许新骥,王传武,聂利超,孙怀凤,宋杰,王世睿. 岩土工程学报. 2015(03)
[10]城市地铁孤石深孔爆破预处理施工技术[J]. 宋超群. 现代物业(上旬刊). 2014(06)
博士论文
[1]基于智能手机的多参数监测技术及地震应急响应研究[D]. 韩瑞聪.大连理工大学 2018
[2]城市地下空间开发利用问题的探索与实践[D]. 王波.中国地质大学（北京） 2013
[3]金属矿矿岩可爆性评价及井下采场深孔爆破参数优化的理论与试验研究[D]. 蒋复量.中南大学 2012
[4]广州地铁混凝土结构在环境多因素作用下抗侵蚀耐久性的研究[D]. 黄文新.华南理工大学 2011
[5]城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制研究[D]. 赵新涛.重庆大学 2010
[6]基于能量原理的爆破地震效应研究[D]. 李洪涛.武汉大学 2007
[7]爆破震动效应及其灾害的主动控制[D]. 凌同华.中南大学 2004
[8]爆破地震累积效应理论和应用初步研究[D]. 阳生权.中南大学 2002
硕士论文
[1]盾构隧道隐蔽岩体控制爆破技术研究[D]. 孙利.中国矿业大学 2018
[2]高应力岩体爆破作用效果的数值模拟[D]. 李莹.东北大学 2013
[3]台山核电海底泥水盾构隧洞基岩及风化孤石地层深孔爆破技术研究与应用[D]. 梁奎生.中南大学 2012
[4]城市浅埋硬岩大跨隧道开挖爆破振动监控研究[D]. 向亮.西南交通大学 2009
本文编号：3179513
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题的背景与意义
1.2 城市隧道盾构工程中孤石及基岩突起的形成和危害分析
1.2.1 孤石和基岩突起形成的原因
1.2.2 孤石及基岩突起对盾构工程的危害
1.3 控制爆破技术处理基岩及孤石的特点
1.4 国内外城市隧道孤石控制预爆破处理技术的研究现状
1.5 论文研究思路及主要内容
2 工程概况
2.1 工程简介
2.2 施工周边环境及水文地质
2.2.1 建筑物情况
2.2.2 工程水文地质条件
2.2.3 工程地质条件对盾构掘进施工影响的分析
2.3 盾构隧道穿越地层的特点及盾构的选型与配套
2.3.1 盾构隧道穿越地层的特点
2.3.2 地面沉降控制
2.3.3 盾构穿越孤石区
2.3.4 盾构的选型与配套
2.4 本章小结
3 盾构施工孤石及基岩突起处理的重难点的分析
3.1 深孔爆破施工准备方案
3.1.1 施工场地的选择
3.1.2 爆破钻孔施工方法及孤石分布的探明方法
3.1.3 深孔爆破对周围管线的影响控制
3.2 控制爆破技术单耗及参数的选择
3.2.1 爆破参数设计
3.2.2 控制爆破技术单耗的选择
3.3 爆破区的保压注浆处理
3.4 开舱换刀处理
3.5 本章小结
4 爆破震动分析
4.1 控制爆破震动速度的检测
4.1.1 监测原理
4.1.2 爆破振动监测工作流程及数据处理
4.2 衰减指数及地质参数的计算
4.2.1 监测数据的合理选择
4.2.2 震动速度数据的线性回归分析
4.3 深孔孤石爆破技术震动速度的控制
4.3.1 干扰减震法
4.3.2 增加临空面法和控制最大起爆药量法
4.4 本章小结
5 深孔爆破数值模拟分析
5.1 深孔爆破数值模拟分析
5.1.1 LS-DYNA的功能特点
5.1.2 LS-DYNA爆破模拟算法
5.1.3 LS-DYNA爆破模拟材料参数的选取
5.2 单孔深孔爆破数值模拟验证模型参数的合理性
5.2.1 单孔深孔爆破数值模拟的网格的建立
5.2.2 单孔深孔爆破数值模拟效果
5.3 群孔爆破模拟分析
5.3.1 几何模型的建立
5.3.2 炮孔距70cm的爆破效果
5.3.3 炮孔距80cm的爆破效果
5.3.4 炮孔距90cm的爆破效果
5.4 不同炮孔距的模拟爆破效果分析
5.4.1 孤石岩体边缘不同位置的引力波分析
5.4.2 裂纹范围及爆腔分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁盾构隧道遇孤石、基岩凸起的地下爆破处理技术[J]. 付元丰. 建设监理. 2018(09)
[2]盾构掘进破坏孤石诱发地层塌陷的灾变机制研究[J]. 陈万垒,谭勇,李想,柳楚楠. 隧道建设(中英文). 2018(05)
[3]特殊环境下城市地铁盾构施工孤石预处理技术[J]. 黄春来,张合海. 建材与装饰. 2018(16)
[4]爆破震动衰减指数、值线性回归分析[J]. 陈吉辉. 内蒙古煤炭经济. 2016(16)
[5]青岛地铁爆破使地上建筑物受损的危险分析[J]. 徐天恒,张纪鹏,赵红,马永志,霍炜. 青岛大学学报(工程技术版). 2015(04)
[6]孤石爆破对土体扰动规律的试验研究[J]. 吴帅峰,余永强,褚怀保,梁曦瑶. 爆破. 2015(04)
[7]中国隧道工程学术研究综述·2015[J]. 马建,孙守增,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,魏雅雯,叶飞. 中国公路学报. 2015(05)
[8]《爆破安全规程》（GB 6722—2014）已发布[J]. 宋文峰,何平成. 工程爆破. 2015(01)
[9]基于跨孔电阻率CT的地铁盾构区间孤石探测方法及物理模型试验研究[J]. 李术才,刘征宇,刘斌,许新骥,王传武,聂利超,孙怀凤,宋杰,王世睿. 岩土工程学报. 2015(03)
[10]城市地铁孤石深孔爆破预处理施工技术[J]. 宋超群. 现代物业(上旬刊). 2014(06)
博士论文
[1]基于智能手机的多参数监测技术及地震应急响应研究[D]. 韩瑞聪.大连理工大学 2018
[2]城市地下空间开发利用问题的探索与实践[D]. 王波.中国地质大学（北京） 2013
[3]金属矿矿岩可爆性评价及井下采场深孔爆破参数优化的理论与试验研究[D]. 蒋复量.中南大学 2012
[4]广州地铁混凝土结构在环境多因素作用下抗侵蚀耐久性的研究[D]. 黄文新.华南理工大学 2011
[5]城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制研究[D]. 赵新涛.重庆大学 2010
[6]基于能量原理的爆破地震效应研究[D]. 李洪涛.武汉大学 2007
[7]爆破震动效应及其灾害的主动控制[D]. 凌同华.中南大学 2004
[8]爆破地震累积效应理论和应用初步研究[D]. 阳生权.中南大学 2002
硕士论文
[1]盾构隧道隐蔽岩体控制爆破技术研究[D]. 孙利.中国矿业大学 2018
[2]高应力岩体爆破作用效果的数值模拟[D]. 李莹.东北大学 2013
[3]台山核电海底泥水盾构隧洞基岩及风化孤石地层深孔爆破技术研究与应用[D]. 梁奎生.中南大学 2012
[4]城市浅埋硬岩大跨隧道开挖爆破振动监控研究[D]. 向亮.西南交通大学 2009
本文编号：3179513
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