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厦门海底隧道钻爆施工爆破振动规律研究

李兆国  
【摘要】: 隧道钻爆法作为隧道工程的一种主要施工方法,在施工中不可避免地要产生爆破地震效应。对爆破地震效应的控制不仅直接影响到爆破质量、隧道施工效率和工程经济效益,而且还影响到隧道围岩和初期支护的稳定以及周围建筑物或构筑物的安全。而要达到有效地控制爆破地震效应就必须对爆破振动波传播的相关特性进行研究。 本文以厦门海底隧道工程为背景,对条形药包爆破振动波在隧道内部的传播规律进行了研究,通过对掘进爆破地震效应的现场监测,我们采集了大量的现场实测数据,经过对实测数据的分析归纳,发现以下规律:条形药包爆破振动波在其径向与轴向有不同的传播规律,在同一级别围岩条件下,爆破振动波在药包径向的衰减速度要远远小于其在药包轴向的衰减速度;在不同级别围岩条件下,爆破振动波的衰减速度不同,在完整性较好的围岩中爆破振动波的衰减速度要小于在裂隙发育的围岩中爆破振动波的衰减速度;起爆方式对爆破振动波在隧道内部的传播规律会造成影响。 由于现场施工,一些爆破振动数据无法监测,从而造成实测数据的不足,为了克服这一难题,我们通过数值模拟的方法再现现场爆破过程,从而扩展了研究领域。通过对模拟结果进行理论分析,我们得出以下结论:隧道成洞区对爆破振动场有重要影响。最直接的证据是掌子面后方的振动速度要强于掌子面前方的振动速度,主洞毗邻服务洞一侧的振动速度要强于对侧的振动速度。其放大倍数有规律可循;隧道内部结构变化处对爆破振动波的传播也会造成影响,隧道断面扩大区域对爆破振动的放大作用证明了这一结论。


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