浅埋、大跨隧道的控制爆破技术和控制爆破方案研究

摘要

随着我国铁路和公路建设的迅速发展,大跨断面隧道工程也日益增加。大跨断面开挖时,爆破振动对周边临近建筑物以及隧道周边围岩稳定性的影响成为关注热点。需根据实际现场施工条件,拟定合理的爆破方案、选择合理的爆破参数并保证其爆破效果是当下急需解决的问题。
　　 本文以兰渝线关子岭隧道为背景,通过理论和数值模拟手段,系统研究了浅埋、大跨隧道的控制爆破技术和控制爆破方案。主要研究内容和结论如下:
　　 ①总结了岩石爆破模型的优缺点,分析了岩石破坏机理,进而探讨了不耦合装药和不同起爆方式的破岩机理。
　　 ②比较工点大跨断面施工技术方案,提出了应对措施。
　　 ③研究减跨减震、掏槽位置及形式、爆破器材、装药结构和最大装药量、爆破时差、掘进进尺等控制爆破技术参数,根据体积公式,提出了关子岭大跨断面隧道的常规导爆管爆破方案和新型光电“隆芯1号”数码电子雷管爆破方案。
　　 ④运用ANSYS/LSDYNA程序建立有限元实体模型,并运用经验公式简化周边眼爆破荷载,对常规爆破和新型光电爆破进行了数值模拟。
　　 ⑤通过分析模拟结果,得出爆破施工中隧道围岩最不利的部位为迎爆侧,建议关子岭大跨断面车站隧道采用新型光电电子雷管爆破方案,并验证了减少单段起爆药量能降低振速。
　　 ⑥分析了爆破测试仪器的参数和采集原理,归纳了测点布置原则,拟定了爆破振动监控方案,提供了测点数据分析方法。