大跨度隧道台阶法爆破开挖进尺研究

发布时间：2020-04-14 13:09

【摘要】：本文主要采用现场实测试验与数值模拟相结合的手段,以江北区万兴路隧道为工程背景,通过现场监控量测、理论原理分析、数据分析整理和数值模拟研究,研究大跨度隧道台阶法施工时,其上台阶爆破进尺对隧道开挖的安全性影响。主要研究内容如下:1、根据万兴路隧道工程的现场监测数据,得到台阶法施工下隧道上台阶爆破监控数据的实测值。利用回归分析得出该爆破工况下振速和爆心距的V-R曲线,为后期类似工况下大跨度隧道台阶法爆破施工提供工程依据。2、对不同工况下大跨度隧道台阶法开挖模拟,分析大跨度隧道台阶法爆破施工中上台阶初期支护质点的爆破振动规律。结果表明上台阶爆破进尺越大,关键点的爆破振动峰值越大。3、分析初期支护质点在爆破过程中的振动响应规律,综合考虑隧道结构的安全状况、隧道施工的安全和经济成本等因素,提出大跨度万兴路隧道上台阶爆破施工,在III、IV级围岩时,其最优开挖进尺为2m;在V级围岩时,隧道最优开挖进尺为1.5m。4、根据模拟隧道上台阶爆破进尺为1.5m的应力分析,验证该进尺下大跨度隧道台阶法施工上台阶初期支护结构的稳定性。
【图文】：

爆破破坏,压碎区,裂隙区,药室

图 2-1 岩石中爆破破坏的分区1—药室 2—压碎区 3—裂隙区 4—震动区密闭岩体中爆破时，所产生的爆轰压力能在数微妙内急剧高达 3000℃以上，并在药包周围的岩壁上激发形成冲击波动抗压强度，因此在炮孔周围几到几十毫米的范围内岩石流动形，坚硬的岩石会形成粉碎区，松软的岩石常被压缩，此情况下的粉碎区又称之为压缩区。由于粉碎区周围存约束，且冲击波的能量在岩石的塑性变形、粉碎与高温中面压力减小到不够粉碎岩石。因此粉碎区的半径往往只有奇认为，柱形装药于岩石介质中产生粉碎区半径一般是倍，球装药于岩石介质中产生的粉碎区半径为装药半径的 1虽小，，但耗能却很大，因此岩石爆破过程中，应尽量避免形绍两种粉碎区范围的计算方法，整理以供参考。

示意图,爆破漏斗,条件,示意图

所产生的弹性能量波被岩体材料的阻尼效益消耗殆尽，此区域称之为弹性振动区或地震区[13]。振动区所具有的振动效应亦可引起地面及地下建（构）筑物的破坏。弹性振动区的半径可按下式估算:Rs=(1.5~2.0) Q3 (2.8)上式有：Rs——弹性振动区半径(m)；Q——装药量(kg)。2.2.2 临近自由面条件下炸药的爆破作用当爆源靠近一个自由面时，由于爆破产生的应力波会在自由面上产生反射，所以炸药爆破后不仅会在爆源周围产生传统的三个区域，即压碎区、裂隙区以及弹性振动区，而且还会在岩体的自由面上因为波的反射左右产生抛掷、鼓包及破裂等现象。而当爆源和岩石自由面形成一定距离之后，爆破作用就会在岩体中造成漏斗状的爆破坑，这种漏斗状的爆破坑也叫做爆破漏斗[17,18]。如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.4

【参考文献】