超欠挖控制技术及其在宜万铁路隧道中的应用浅析

本文结合宜万铁路38标长5353m的广成山隧道和长2417m的庙娅口隧道施工实践,通过现场记录观察,分析了影响隧道超欠挖产生的五个主要因素,即围岩地质条件、测量放线、钻孔精度、爆破技术(包括爆破参数等)和现场管理等,并针对性地提出了控制隧道超欠挖所应采取的技术措施.从而有效控制隧道的超欠挖,减少了爆破对围岩的扰动,加快了掘进速度,控制施工成本,取得较理想的爆破效果.     

浅谈公路隧道采用爆破控制超欠挖技术

该文以控制隧道超欠挖为研究对象,着眼于公路隧道工程项目建设实际情况,基于对爆破控制技术的合理研究,首先针对该文所选取公路隧道工程项目的基本情况(主要包括地形地貌特征、地质构造特征以及隧道开挖施工方式)进行了简要分析,进而研究了在公路隧道采用爆破方式控制起欠挖指标过程中的基本设计思路,在此基础之上从爆破参数的选取以及钻孔精度控制两个方面入手,总结了爆破作业中需要重点关注的几点问题,旨在于为工程项目实践作业中采取爆破方式控制超欠挖问题提供一定的技术性支持与实践保障.     

光面爆破在周家山2号隧道破碎围岩中的应用

在周家山2号隧道破碎围岩施工中,应用光面爆破技术,通过选择合理的爆破参数,正确的支护施工方法,有效地控制隧道的超欠挖,加快掘进速度,取得了较理想的效果。     

隧道光面爆破合理爆破参数的确定

隧道光面爆破的实质是当隧道实施爆破后,在隧道周边形成一个光滑平整的边壁,使隧道断面既符合设计轮廓要求,又使隧道围岩不产生损伤.为此,给出了隧道光面爆破参数选取的原则与合理参数确定的方法,提出了以超欠挖量(50～100 mm)、炮痕率(>50%)及围岩损伤程度对隧道光面爆破质量进行验收的标准,并结合某一隧道施工总结出光面爆破技术对隧道施工的安全性、围岩的稳定性及工程质量的贡献.     

水平层状围岩光面爆破施工技术

水平或近水平层状围岩在隧道爆破施工过程中,受到岩石节理、层理及施工方法的影响,隧道超欠挖现象普遍,为后续施工埋下了质量安全隐患。该文结合工程实例,简要阐述水平层状围岩隧道光面爆破控制要点。     

光面爆破技术在雪峰山特长隧道中的推广与应用

本文介绍采用光面爆破控制雪峰山特长隧道超欠挖的施工技术和工艺。     

公路隧道超欠挖原因分析及控制措施

本文分析了公路隧道超欠挖产生的原因,浅谈降低或减少隧道超欠挖的措施,指出采用＂新奥法＂技术、强化施工管理是控制隧道超欠挖的关键,可供隧道施工时参考。     

深埋隧道大超挖围岩力学响应分析

隧道爆破开挖过程中的超欠挖问题是隧道工程中普遍存在的现象,大超挖问题严重影响了隧道工程的造价投资及安全使用。本文以某隧道工程为例,利用数值模拟的方法,研究了隧道埋深和超挖厚度对围岩力学响应的影响规律。研究表明,在不同埋深条件下,围岩最小等效应力出现在拱顶位置,最大等效应力出现在拱脚位置。隧道拱顶位置的变形量最大,拱脚位置的变形量最小。相同超挖厚度对应的等效应力值随隧道埋深的增加而增大;相同位置围岩的变形量随埋深的增加而增大。另外,超挖厚度对围岩的力学响应影响较小,隧道埋深对围岩等效应力的影响较大。本研究成果可为同类工程提供借鉴。     

南阳山隧道钻爆超欠挖控制

本文分析了隧道超欠挖产生的主要原因及超欠挖对隧道结构受力的可靠性、施工成本的影响，并以南阳山隧道上行线V级围岩为例提出了几条减小隧道超欠挖的途径。     

浅谈隧道超欠挖技术控制

本文从几方面阐述了隧道超欠挖产生的原因,通过隧道成本分析,提出隧道超欠挖必须控制的必要性。经过对比分析,最后总结出控制超欠挖的几种途径。     

上海越江隧道核爆破坏效应的研究

以上海市翔殷路越江隧道工程为背景,对隧道周围土体进行动三轴试验,建立了隧道的荷载结构模型,分析了不同工况下的荷载变化情况,并基于试验得出的抗力系数,计算出各种工况下隧道主体结构的内力.结果表明：在核爆荷载作用下,土体的弹性模量和抗力系数得到显著提高;通过设置防护门,可以显著提高结构的抗核爆性能;在6级人防荷载作用下,隧道主体结构能够满足承载力要求.     

爆炸冲击下盾构隧道衬砌结构的动力响应特性

考虑现实生活中城市地铁隧道内可能出现的意外或恐怖袭击爆炸事件,运用有限元Midas/GTS软件数值模拟爆炸过程,分析爆破荷载作用下隧道管片的变形、振速、内力及地表的变形情况,分别选取3种不同管片接头模型进行对比。结果表明:爆破荷载作用对隧道管片的影响较大,而对地表的影响较小,其竖向位移随地表与爆炸源正上方位置距离的增大逐渐减小;不同接头模型中管片的内力与变形规律相似;隧道管片内力随时间先增大后减小,采用局部刚度折减法时管片的内力明显区别于整体刚度折减法与不折减法,折减区管片内力较大,整体管片内力分布不均匀现象更为明显。     

防护门破坏后剩余冲击波传播规律的试验

现代精确打击条件下坑道中的防护门面临被直接破坏的威胁.为了获得防护门破坏后剩余冲击波的传播规律,共进行了4次模型坑道中防护门堵口爆炸破坏试验.钢筋混凝土模型坑道截面积为0.67 m2,TNT炸药的装药量范围为1.0～4.6 kg.钢筋混凝土防护门厚度为8 cm,配筋率0.2%,混凝土等级C30.用坑道侧墙上的压力传感器记录了防护门破坏后剩余冲击波的波形,分析了剩余冲击波在坑道中的传播规律.研究成果可供工程设计参考.     

坑道中冲击波冲量传播模型的试验

合理确定装药堵口爆炸情况下坑道中冲击波冲量的传播规律,是防护门抗精确打击设计的前提.为此,在野外进行了9次模型坑道堵口爆炸试验.钢筋混凝土模型坑道截面积为0.67 m2,TNT炸药的装药量范围为400～800 g.用坑道侧墙上的压力传感器实测了冲击波波形,由实测数据拟合出了装药堵口爆炸情况下,冲击波正相冲量沿着等截面直坑道传播的工程经验模型.算例分析表明,所拟合的坑道内冲击波冲量工程经验模型具有一定的实用价值.     

装药长径比对坑道中冲击波峰值压力影响的试验

现代精确制导武器的装药呈细长化的发展趋势.为获得现代武器装药长径比对坑道中冲击波峰值压力的影响规律,共进行了11次比例模型坑道爆炸试验.模型坑道长10.0 m,由钢筋混凝土拱单元组成,单元截面积为0.67 m2;TNT炸药在坑口外爆炸,装药量范围为 1.0～4.6 kg.用压力传感器记录了坑道中的冲击波波形,由实测数据得到了不同装药长径比情况下坑道中冲击波峰值压力的分布,分析了装药长径比对坑道中冲击波峰值压力的影响规律.     

基于相对差异函数的隧道群交通安全评价

引入可变模糊理论中的相对差异函数,建立高速公路隧道群交通安全评价模型.根据相关研究成果,选取影响高速公路隧道群交通安全的主要因素构建安全评价指标体系.综合层次分析法(AHP)和信息熵法确定评价指标的权重,建立相对差异函数安全评价模型.利用相对差异函数评价模型对隧道群交通安全等级进行判别,得出评价结果.将该方法应用于浙江省某高速公路隧道群交通安全评价,针对评价结果提出隧道群安全改善对策,并将该方法与其他交通安全评价方法计算结果进行对比,结果表明该模型在高速公路隧道群交通安全评价应用中有较好的实用性.     

基于多流体理论的高炉数学模型及其求解

数学模型可用于更好地理解、控制和改进高炉炼铁过程.作为全高炉动力学数学模型的较新研究成果之一,多流体高炉模型被成功开发.该模型基于多流体理论、反应动力学、冶金传输原理及计算流体力学等理论,充分考虑了多相多组分之间的同时相互作用.实际应用表明,多流体模型是一个复杂全面的高炉过程模拟仿真系统,可对炉内主要现象进行多维数学模拟解析,并能较精确地预测高炉在指定条件下的操作指标.     

基于正交试验的寒区隧道温度场影响因素敏感度研究

影响寒区隧道温度场的因素众多,建立基于有限差分的隧道非稳态传热计算模型,以实际寒区铁路隧道南山隧道为例,采用正交试验法分别以隧道衬砌内部节点平均温度、隧道某断面衬砌温度和隧道洞口纵向冻结长度为指标对影响隧道温度场的各因素进行敏感度研究.结果表明:不同指标下各因素敏感度排列有局部差异;总体来讲,隧道埋深、洞内风向、隧道断面大小、洞内风速、入口风温、围岩导热系数、隧道埋深是影响隧道温度场的主要因素,围岩比热容、围岩密度是影响隧道温度场的次要因素.在寒区隧道抗防冻设计中,除去围岩比热容、围岩密度、围岩导热系数、入口风温等不可更改因素,对隧道温度场影响较大的隧道埋深、洞内风向、洞内风速、隧道断面大小、隧道埋深等隧道设计参数必须合理设置.     

基于能量密度因子法的复杂环境下爆炸冲击波超压峰值解析计算

为了快速计算复杂环境条件下的爆炸冲击波超压峰值,利用量纲分析(dimensional analysis, DA)方法推导得到了空中爆炸自由场冲击波超压峰值定性关系式,借助Taylor展开得到了多项式形式的函数表达式。对上述函数关系式的物理意义进行分析,通过能量密度因子(energy concentration factor, ECF)的概念,将空中爆炸自由场冲击波超压峰值计算公式推广到工程上常见的复杂几何环境。利用函数关系式证明了工程中广泛使用的多种估算自由场冲击波超压峰值的经验公式在物理和数学上的合理性,由能量密度因子法得到了包括地面爆炸、两端无限长坑道内爆炸、一端封闭一端开放长坑道内爆炸、十字坑道内爆炸、四周开放的双层建筑间爆炸和长直街道中爆炸等的超压计算解析公式。最后,将解析公式计算结果与实验和数值模拟结果进行了比较分析。结果表明:解析公式与实验和数值结果符合得非常好。     

盾构法近距离下穿施工对既有盾构隧道的影响

新建隧道近距离下穿既有盾构隧道,势必会引起既有隧道不均匀变形.以北京地铁12号线西三区间盾构穿越机场专线为工程背景,提出了适合既有运营隧道纵向刚度折减的修正等效连续模型.模型以轨顶面为中性轴位置,可以较好考虑运营隧道对道床、钢轨等结构的影响.数值分析及与已有经验模型对比结果表明,修正等效连续模型预测值与监测值最吻合,验证了模型在本工程中的适应性.从隧道净距及地层性质两方面进行了参数分析,研究结论可为类似盾构下穿既有线路工程提供参考.