地下超近距离气压爆破数值分析与现场监测

摘要

随着我国经济的发展，顶管施工已作为一种常规的施工方法被广泛使用。顶管施工是一种现代化的地下管道铺设方法，具有其独特的优越性，但其适应性还受到一定的限制：在有岩层或者大块孤石的地区，一般很少采用。而如果要在岩层内进行顶管施工，爆破是有效的方法。在采用气压平衡式工具管的顶管内进行爆破与一般隧道内的爆破不同，前者是在加压的环境中进行的，施工风险非常大。国内外有关这方面的研究或报告都非常少。因此，研究超近距离加压爆破对顶管施工的影响是有必要的。 本文依托国内某工程为工程背景，采用三维有限元数值方法，考虑断面、堵塞、时差等因素对爆破和顶管施工的影响，比较分析不同工况下爆破的情形，并对该工程的穿越岩层全过程进行实时监测，得到大量现场实测数据。研究结果表明： 通过模拟爆破施工，得出恰当的时差能有效的减小爆破对近距离的构筑物的破坏，而在固定时差下，装药的堵塞长度对其影响尤为突出。通过模拟，验证了施工方案的可行性。 通过现场对爆破的实时监测，对爆破地震波进行了分析，得出了顶管爆破施工的特性，并在监测过程中摸索出对爆破进行超近距离监测的方法。可以对以后类似的工程起到一定的借鉴意义。