【碩士】巖溶隧道開挖爆破對圍巖及溶洞的影響研究【2009】

內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：長沙理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　隨著我國高等級公路的不斷發(fā)展，在巖溶地區(qū)修建公路隧道將是不可以避免的。巖溶區(qū)隧道開挖過程中的最大危害就是爆破對隧道和溶洞圍巖產(chǎn)生的損傷，使臨近溶洞和隧道之間產(chǎn)生裂隙貫通，降低圍巖承載力，破壞了原有應(yīng)力場，使局部圍巖產(chǎn)生應(yīng)力集中，對施工和圍巖的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響?！　”疚囊郧?遠(yuǎn))連(州)一級公路升級改造(高速)工程B4標(biāo)段的白須公隧道所遭遇的特大溶洞為背景，主要研究了以下幾個方面：1)溶洞段隧道開挖時溶洞圍巖及其支頂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力重分布情況；2)溶洞支頂結(jié)構(gòu)以及溶洞頂板和側(cè)壁在附近隧道開挖過程中的位移變化；3)爆破荷載作用下溶洞圍巖中地震波的傳播規(guī)律，并結(jié)合現(xiàn)場實測溶洞壁質(zhì)點(diǎn)振動峰值，初步探討附近隧道爆破開挖時溶洞質(zhì)點(diǎn)安全振動速度標(biāo)準(zhǔn)?！　⊥ㄟ^數(shù)值模擬分析及其與實測結(jié)果的對比分析，對溶洞段隧道的爆破震動分析取得的主要成果如下：　　(1)靠近主隧道側(cè)的溶洞圍巖和支撐墻的水平位移要大于其豎向位移，溶洞左側(cè)壁的水平位移最大，而豎向位移在隧道上臺階開挖過程中逐漸增大，下臺階開挖對圍巖沉降影響較小。支撐墻頂?shù)某两荡蠹s是其附近溶洞項板的56．3％，并且支撐墻頂承受的圍巖壓力較大，該處為應(yīng)力集中區(qū)域?！　?2)溶洞隧道前段的應(yīng)力和位移比“老虎嘴"處變化復(fù)雜，溶洞區(qū)隧道前段拱頂位移和圍巖應(yīng)力明顯要比“老虎嘴"處大，而且開挖上臺階比開挖下臺階時位移增加的快，當(dāng)隧道開挖斷面遠(yuǎn)離所測斷面約20m后位移趨于穩(wěn)定?！　?3)救援通道前段開挖時靠近其一側(cè)的溶洞壁質(zhì)點(diǎn)振速超過了《爆破安全規(guī)程》中交通隧道質(zhì)點(diǎn)振動速度不大于lO～20cm／s的規(guī)定。調(diào)整爆破參數(shù)后振速基本控制在lOcm／s以下，大大減小了溶洞圍巖的擾動。　　(4)質(zhì)點(diǎn)爆破峰值振速隨單段最大藥量的增加而增大或距爆源的減小而增大，應(yīng)根據(jù)爆破安全振速確定最大單段爆破藥量，嚴(yán)格控制在其安全范圍之內(nèi)。即對救援通道掘進(jìn)時溶洞圍巖振速峰值應(yīng)不大于8cm／s，主洞爆破時圍巖的峰值振速應(yīng)不大于6cm／s

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