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软岩隧道钻爆法施工扰动范围的研究

赵晓勇  
【摘要】: 本文从软岩工程定义的角度出发,结合软岩的特性,研究了围岩松动圈的形成过程、理论计算、影响因素等。现有松动圈测试方法中,声波法和多点位移计法由于易于测试,结果相对合理,目前使用较多。 软岩特性的基础上,对隧道的掏槽及周边眼的爆破方式进行了说明。给出了软岩隧道钻爆法施工中光面、预裂爆破参数的计算方法。 在目前的软岩隧道松动圈研究中,爆破振动对其影响的研究不多。因此,有必要在此方面做进一步的研究。以大丽铁路禾洛山隧道工程进口段为背景,计算了其钻爆参数。考虑掘进爆破开挖的振动影响,采用有限条分法软件FLAC3D建立模型,模拟了爆破循环开挖作用下形成的松动圈。禾洛山隧道进口段为Ⅳ级围岩,马蹄形,上下台阶法施工。上台阶开挖时,爆破振动对松动区的影响在纵向开挖距离约为6-8m,松动区稳定后厚度约为2.2m;而在下台阶开挖时,这个距离增大为8-10m。下台阶开挖底部施加仰拱,拱底松动区稍小。松动圈的形状则基本与开挖形状一致。 在模型爆破振动基础上,考虑渗流影响,假定岩体处于完全饱和状态,对松动区做了进一步的研究。结果表明:开挖后,开挖面周围围岩孔隙水压开始下降,地下水在水头压力作用下向开挖隧道内渗透,导致松动圈有一定的扩大。上台阶开挖时,没有施作临时仰拱,隧道松动圈在底部有明显扩大。因此,在施工中应注意对拱脚的防排水处理。下台阶开挖时,施作了仰拱,与不加渗流时相比,拱底部松动圈的扩展并不明显;但渗流作用对拱顶处松动圈的影响比较大。从最终松动区的形状来看,如果在工程中有有效地控制了水的影响,松动圈可能扩大的并不多。 在松动圈研究的基础上,对基于松动圈的支护对策和软岩大松动圈的支护方法进行了简单的研究。


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