隧道可行性研究报告.doc

浙江交工集团股份科研项目 可行性研究报告 项目名称： 深埋特长大型隧道近距离爆破、岩爆机械化配套设计及施工关键技术研究 第一承担单位： （公章） 编写日期： 2017 年 4 月 13 日 1．项目概要； 长春至深圳高速公路 金华山隧道具有洞线长埋深2．项目研究背景（国内外同类技术研究现状）； 2号线近距离（0.25m）下穿刚完成初支的3号线隧道工程设计及施工为实例，通过采取相关施工措施，并根据类比给出合理的爆破振速控制指标，控制爆破振速及隧道变形。梅东冬针对兰渝铁路桐子林隧道上跨既有遂渝线和既有黄井联络线隧道（最小净距5.31m），研究采取相关施工技术，保证了既有线的安全。邵珠山等（2014）针对西康二线翠华山隧道（与既有小峪隧道最小垂直净间距仅为8m），建立复线隧道和既有隧道的三维模型，以振速峰值作为判据，确定不同净间距下新建隧道爆破施工时既有隧道的振速测点布置方案；并给出相应的爆破炸药量建议方案。张希禹（2015）以重庆市双碑隧道为研究背景建立分析模型，分析研究隧道后行洞爆破开挖对先行洞初期支护结构的动力响应问题。鲜一丁（2016）以新嘎拉山公路隧道近接既有嘎拉山隧道为背景，通过数值模拟和现场测试等方法，研究了新建隧道爆破施工对依托工程的影响及微差爆破控制技术。总之，目前隧道爆破地震效应的理论研究主要是围绕现场试验监测和实测数据的分析，以及基于有限元的二维、三维数值模拟。 2.3 岩爆灾害预测及防控研究现状 2.3.1岩爆机理 岩爆理论经过了几代学者的潜心研究，目前已经有了较多的成果，同时取得了一定程度的发展，但由于岩爆影响因素众多，岩爆本身的复杂性导致其很难用数学方法进行准确预测预报，因此，人们对于岩爆理论的研究仍就处于探索尝试阶段，岩爆发生的内在机理，至今尚未形成统一认识，国内外学者专家从不同的角度先后从强度、刚度、能量、岩爆倾向性、失稳机理和综合因素方面提出了各自的理论，其中，强度理论、能量理论与冲击倾向理论相对研究和运用的较多，然而这些研究机理的理论也只是处于假设和经验阶段，真正应用于工程实践的还相对较少。岩爆孕育发生机理主要有以下几种理论。 强度理论：强度理论是以岩石的单轴抗压强度与围岩初始应力的关系做为依据，将各种强度准则作为岩爆的判据，当洞室的切向应力时发生岩爆。该理论对岩爆的内在机理没有特别的解释，只是根据单纯的单轴试验得出的结果。 刚度理论该理论是Cook与Hodgeim提出的，其中认为一旦岩体受力屈服后的刚度大于顶底板和支架的刚度，岩爆就会发生。反之，岩体则处于稳定状态。 能量理论能量理论由库克等人首先提出，理论认为：当围岩系统中所释放出的能量大于破坏所消耗的能量时，产生岩爆。该理论未考虑时间和空间的因素，所以存在局限性。 冲击倾向理论冲击倾向理论认为，当岩体的冲击倾向度大于其临界值时发生岩爆。国内外衡量岩体冲击倾向的指标主要有：能量、破坏时间、变形大小、刚度四个方面。 3.3.2岩爆预测方法 岩爆预测是为岩爆防治圈定时间、地点、危险程度等信息，由于岩爆机理的复杂性，影响岩爆的因素众多，导致现有的岩爆预测方法不很可靠。目前国内外有很多关于岩爆预测预报的方法，地质综合分析预测岩石力学理论预测现场监控预测计算机辅助预报系统预测数学方法预测岩爆临界深度预测HE Jiang, DOU Lin-ming. Gradient principle of horizontal stress inducing rock burst in coal mine. J. Cent. South Univ. 2012, 19:2926~2932. PATYNSKA Renata, KABIESZ Jozef. Scale of seismic and rock burst hazard in the Silesian companies in Poland. Mining Science and Technology. 2009, 19: 0604~0608. S.Y.Wang, S.W.Sloan, C.A.Tang, et al. Numerical simulation of the failure mechanism of circular tunnels in transversely isotropic rock masses. Tunneling and Underground Space Technology. 2012, 32: 231~244. Shaojun Li, Xia-Ting Feng, Zhanhai Li, et al. Evolution of fractures in the excav