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短天窗点间隔下邻近既有隧道爆破方案的优化

汇报人:

2024-01-25

引言

短天窗点间隔下隧道爆破现状分析

邻近既有隧道爆破方案优化方法

数值模拟与实验验证

优化方案实施效果评价及经济效益分析

结论与展望

contents

引言

01

国内外学者在隧道爆破施工领域进行了大量研究,主要集中在爆破参数优化、减震措施、数值模拟和现场监测等方面。

针对邻近既有隧道的爆破施工,已有研究提出了多种控制爆破振动和减小对既有隧道影响的措施,如预裂爆破、微差爆破、减震孔等。

然而,在短天窗点间隔下的邻近既有隧道爆破施工方案优化方面,相关研究较少,需要进一步探讨和实践。

短天窗点间隔下隧道爆破现状分析

02

在短天窗点间隔下,施工时间有限,需要高效利用时间窗口进行爆破作业。

时间窗口短

施工安全要求高

施工协调难度大

在既有隧道附近进行爆破作业,需要确保既有隧道的安全,防止对既有隧道造成损害。

在短天窗点间隔下,需要与相关部门和单位进行充分协调,确保施工顺利进行。

03

02

01

既有隧道通常采用钢筋混凝土或钢结构,具有一定的承载能力和稳定性。

既有隧道结构特点

需要对既有隧道进行安全性评估,了解其结构状况、承载能力和稳定性等,为爆破方案优化提供依据。

安全性评估

根据安全性评估结果,制定相应的防护措施,如加固既有隧道结构、设置减震沟等,确保既有隧道在爆破作业中的安全。

防护措施

邻近既有隧道爆破方案优化方法

03

通过详细的地质勘探和爆破试验,确定最佳炸药量,以减小对邻近隧道的振动影响。

精确控制炸药量

根据地质条件和隧道间距,选择适当的爆破方式,如预裂爆破、光面爆破等,以降低振动波的传播。

合理选择爆破方式

改进装药结构,如采用分段装药、空气间隔装药等,以控制爆炸能量的释放和传播方向。

优化装药结构

1

2

3

在爆破区域和邻近隧道之间设置减震孔,通过吸收和散射爆炸产生的能量,降低振动波对邻近隧道的影响。

采用减震孔技术

在隧道结构和围岩之间铺设减震材料,如橡胶隔震支座、高分子材料等,以减小振动波对隧道结构的冲击。

使用减震材料

通过实时监测振动波的传播情况,采用主动控制措施,如向减震孔内注水或注入其他介质,以进一步降低振动幅度。

实施主动控制

03

提高施工人员素质

加强施工人员的培训和教育,提高其安全意识和操作技能,确保各项减震措施的有效实施。

01

加强施工监控

建立完善的施工监控体系,实时监测爆破振动、隧道变形等情况,确保施工过程中的安全可控。

02

优化施工工序

合理安排施工工序,避免在邻近隧道内进行大规模爆破作业,减小对隧道结构的干扰。

数值模拟与实验验证

04

采用有限差分软件FLAC3D建立考虑地层结构、隧道形状、爆破荷载等因素的三维数值模型。

建立三维数值模型

根据地质勘察资料、室内试验和工程经验,确定模型中的地层物理力学参数、隧道结构参数和爆破荷载参数等。

确定模型参数

根据工程实际情况,设置模型的边界条件,如固定边界、自由边界等,以模拟无限域地层的影响。

设置边界条件

根据数值模拟结果和工程实际情况,制定详细的实验方案,包括实验目的、实验设备、实验步骤和数据处理方法等。

制定实验方案

准备符合实验要求的炸药、雷管、炮孔堵塞材料等,以及用于测量振动速度、位移和应力的传感器和数据采集系统。

准备实验材料

按照实验方案进行爆破实验,记录实验过程中的各种数据,如爆破振动速度、地层位移和隧道结构响应等。

实施爆破实验

实验结果与数值模拟结果对比分析

01

将实验结果与数值模拟结果进行对比分析,验证数值模拟的准确性和可靠性。

不同爆破方案对比分析

02

对比不同爆破方案下的实验结果,分析各方案对邻近既有隧道结构的影响程度和范围,为优化爆破方案提供依据。

总结与展望

03

总结实验结果和对比分析结果,指出当前研究中存在的问题和不足,提出进一步的研究方向和建议。

优化方案实施效果评价及经济效益分析

05

包括爆破振动、飞石距离、空气冲击波等安全控制标准的达标情况。

安全性指标

衡量优化方案对缩短工期、提高施工效率的贡献程度。

效率性指标

评估优化方案在节约材料、人力和机械成本方面的效果。

成本性指标

社会效益评估

分析优化方案对环境质量、生态保护、资源利用等方面的影响,以及是否符合国家相关环保政策和法规要求。

环境效益评估

综合评估

综合考虑社会效益和环境效益的评估结果,对优化方案进行综合评价,为决策者提供全面、客观的决策依据。

评估优化方案对当地社会经济发展、就业、交通等方面的贡献程度,以及公众对方案的认可度和满意度。

结论与展望

06

1

2

3

成功建立了短天窗点间隔下邻近既有隧道爆破方案优化的数学模型,为类似工程提供了理论支持。

通过现场试验和数值模拟,验证了优化后的爆破方案在减小振动、控制变形和提高施工效率方面的

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