浅埋小净距公路隧道爆破施工相互影响分析及优化研究

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在当今城市交通工程蓬勃发展的社会,由于现场环境或者选线条件的限制,使得相邻隧道在建设的过程中其净距在设计时不能满足规范要求,因此,小净距隧道应运而生。隧道开挖时常采用钻爆法,爆破产生的能量波必然对相邻洞室稳定性有一定的影响,因此,研究爆破振动对初期支护及围岩的影响已成为施工过程中亟需解决的问题。本文结合重庆市江北区明月山隧道工程,通过对实际工程现场调研,运用岩石爆破相关理论、数值模拟的方法进行了系统的研究,之后结合现场实测数据协同分析并与模拟结果进行对比研究,综合分析后得出以下主要结论:(1)数值模拟和现场爆破振动监测的结果表明,先行隧道爆破开挖时,相邻洞室初期支护迎爆侧振速大于其背爆侧,最大振速出现的部位为迎爆侧拱腰处,最大振速沿隧道环向、纵向方向衰减。爆破振速随爆心距的增加而减小,当掌子面纵向间距大于30米时,爆破施工对相邻洞室的影响较小。(2)以安全振速法作为评价混凝土破坏标准时,以掌子面处截面为研究对象,最大振速出现在隧道拱顶处,其破坏距离为9.11m,以混凝土极限拉应力法为破坏标准时,最大拉应力出现在右侧拱腰处,其破坏距离为8.21m。考虑为安全生产留出冗余,以拱顶振速作为判别爆破振动对初支破坏的依据,同时得出了不同龄期喷混与破坏范围间的关系式,以采取加固措施来指导施工。(3)后行隧道在不同进尺、不同工法条件下爆破施工对先行洞初支的影响分析,不同工况下,相邻洞室初支横截面上各关键质点振速变化规律基本相似,三向振速中水平径向方向振速起主导作用,应加强该方向振速的振动监测且不应超出允许安全振速。(4)将实测值与模拟值进行对比分析研究。分析结果表明:实测值与计算值较为接近,二者振速差值小于1cm/s,说明通过数值模拟较为可靠。
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