临近隧道爆破研究的现行问题分析

公路 隧道
２ １ 第 ３期 （ ０ １年 总第 ７ ） ５期
临 近 隧 道 爆 破 研 究 的 现 行 问题 分 析
冯 义 赵 先鹏 马 菖林 陈寿根
（ 西南交通大学 土木工程学 院 １ 成都 ６ ０ ３ ； １０ １ ２长安大学地质工程与测绘学院 西安 ７ ００ ） １ ０ ０
程背 景 ， 究 了新 建 隧道 爆 破 施 工 时 确保 既有 运 营 研
隧道安 全稳 定 的控 制技术 。以现代 信 息化施 工 理论
）
／ ～、 新
既有 （ 新建 ）
为依据 ， 分运 用现 场监 控量 测 ， 既有 隧道 质 点振 充 将 动速 度 的 临 界 值 确 定 为 ２ ｍ／ ； 建 伍 、 才 初 ０ｃ ｓ龚 夏 等ｌ结 合福 州 国际机 场高 速公 路鹤 上 ３车道 小净 距 ８ 隧道工 程 实践 ， 小 净 距 隧 道 中间 岩柱 在 爆 破 荷 载 对
１ 示： 所 隧道 左 右 并 列 ， 道 上 下 重 叠 ， 道 斜 向交 隧 隧 错， 隧道 空 间交 叉 或扭转 。
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１
（） 内对 隧 道 爆 破 进 行 了大 量 的振 动 监 测 。 １国 林 从 谋 、 礼 彪 等ｌ 以 国 内罕 见 的 大 帽 山隧 道 为工 陈 ３ ］
寸 滩小 净距 隧道 开 挖 为 工程 依 托 ， 隧道 施 工 爆 破 在
过 程 中对邻 近 隧道 进 行爆 破 振 动 监 测 ， 用 萨 道 夫 应
… …
既有 （ ） 新建
新建 （ 既有 ）
斯基 经 验公 式对 现 场 监控 量 测 数 据 进 行 回归 分 析 ，
确 定爆 破应 力波 在 泥 质砂 岩 中 的传 播 衰 减 规 律 ； 陈 连进 ＿ 为研究 小净 距 隧道爆 破对 工作 面前 后 中 间岩 ６ ］
一 ～既 一 二 一新（）～｝ 一 — 建 ｆ 一 — ～有 ～～ ｆ
厂。、 。、 。 、
柱 的影 响规 律 ， 合 泉 厦 高 速公 路 扩 建 工 程 大 坪 山 结
隧道 振 动监测 ， 小 净 距 隧 道 中 间岩 柱 的振 动 响 应 对
及 累积损 伤进 行 测试 研 究 ， 出爆 破 地 震 波 在 小 净 得 距 隧道 中间岩 柱 衰减 公 式 ， 析 了距 离 掌 子 面 不 同 分
动较 小 ， 通常采 用爆 破进 行 开挖 。
临 近 隧道爆破 的主要研 究 方 向有 临近隧 道爆 破
振动监测研究 ， 爆破装药量的确定 ， 爆破数值模拟及 控制 爆破 等 。爆破 振动 控制 是小 净距 隧道 施工 面 临
的关 键 问题之 一 ， 也是 现在 研究 的重 点 。 目前 ， 破 爆
摘 要
随着国内交通运输的迅猛发展， 各种隧道工程大量上马， 不可避免地出现两条或多条隧道临近施工。而爆
破在隧道建设中具有重要的地位 ， 它是隧道开挖过程 中的首要工序 ， 接影 响隧道的工程质量 ， 直 造价 和工期 。文章论 述 了国内临近隧道爆破研究现状 ， 临近隧道爆破振动特性 ， 减振措施和装 药量 的选择 ， 爆破 安全监测 ， 数值模拟及装 药机械 的现状和发展 。总结 了现行一些典 型的临近隧道爆破振动特性 ， 分析了临近隧道所采取 的控制爆破措施 。
振 动控制 标准 并未 统 一 ， 现行 各 类 小 净 距 隧 道 爆 破
开挖 震动 标准 过 于保守 ， 致超挖 现 象严 重 ， 类 问 导 此
题需要 进 一步研 究 确定 。以下是 各科 研机 构和 研究
人员进 行 的各项 代 表性研 究 成果 ：
按力 学性 质 ， 临近 隧道 的关 系 分为 ４组 ， 图 将 如
位 置爆 破地震 波 特性 规律 。 实 际爆破 振 动测试 中 ， 由于测试 动应 力 、 动应 变
等参 数较 为 困难 ， 而测 试爆 破振 动速 度 、 加速 度等 参
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３ ・ Байду номын сангаас
冯 义 ， 等 临近 隧道爆破 研 究的现 行 问题 分 析 数 较 为容易 ， 立速 度 与应力 的关 系 ， 建 以测 速 度来 控 制 应力 状态 ， 大 大增 加现 场监 控 的可行 性 ， 将 降低 现
作 用下 的振 动 响应 进 行 相关 监 测 ， 分析 振 动 波 在 不 同级别 围岩 、 同监 测位 置 的传 播及 分 布规 律 ， 不 最大
一 ． ．
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新建 （ 既有）
振 动速 度 出现在 迎 爆 侧 边墙 测 点 的径 向方 向 ， 将 可 其 作为 爆破 振动 的控 制速 度 ； 王成 、 刘礼 标 ＿ 以重 庆 ７ ］
关键 词 隧道 爆破 研究现状 控制要点 装药机械
１ 研 究现 状
我 国在 隧道 建 设 中主 要 采 用 单 洞 双 车道 、 ３车 道 型式 ， 随着 交通 量 的进一 步加 大 ， 洞 已不 能满 足 单 交通 需要 ， 双洞 临近 隧道不 断增 多 。另外 ， 随高 速 伴 铁路 的大 量上 马 ， 双线 隧道 和 复线 的修建 势在 必行 ， 此类 隧道 断 面较大 ， 远离 城市 ， 多 对周 围建 筑物 的扰
因素 ， 论述 了采 用 有 限元 法分 析 爆 破 振 动 效 应 的原
距 离
理 及方 法 。何 川 等［ 通 过 大 量 二 维 、 维 数 值 模 拟 ］ 三 计 算 ， 析 了围岩 、 距 、 深等 条 件 对 小 净 距 隧 道 分 净 埋 爆 破振 动特 性 的影 响 ， 究 了先 行 隧 道 不 同支 护 体 研 系 、 同 中岩墙 加 固措 施 及 后 行 隧道 不 同施 工 方 案 不 等 情况 下 ， 小净 距 隧道 中后 行 隧道 爆 破 开 挖 对 先 行 隧道 的影 响 ； 继红 、 建辉 等［ 运用 有 限元基 本 理 毕 钟 ５ ］ 论， 采用 ＡＮＳ ＹＳ软 件 对 既 有 隧 道受 邻 近 隧 道爆 破 震 动影 响进 行 了研 究 。分 别 就 不 同 围 岩类 型 、 同 不
场 测试 难度 。 （ ） 了人 员 和仪 器 的安全 ， 般不 能进 行爆 破 ２为 一
式 ， 质条 件等 。 地
振速
核心区域的现场测试 ， 此时通过爆破数值模拟 ， 可以 方 便 ， 确 的解 决 这 一 问题 。谭 忠 盛 、 小 林 、 梦 准 杨 王
恕 Ｅ 析 了复 线 隧 道 施 工 爆 破 对 既 有 隧道 的 影 响 ｎ分