扩建隧道爆破对既有衬砌的影响及安全判据

作者：吴忠仕; 陈培帅; 王伟^*; 赵武胜; 袁青; 江鸿

来源：水利水电技术(中英文), 2020, 51(05): 77-85.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2020.05.010

• 扩建隧道
• 安全判据
• 爆破振速
• 现场测试
• 数值模拟
• 既有衬砌

为了研究扩建隧道爆破振动对邻近既有隧道衬砌的影响,提出合理的安全判据,以二庄科隧道扩建工程为依托,采用现场测试与三维数值模拟相结合的方法,对近距离既有衬砌在爆破荷载作用下的振速峰值和应力进行分析。结果表明:距离爆破开挖面约1.5b范围内(b为建筑限界宽),既有衬砌的爆破振动衰减速率较快,然后逐渐趋于平缓,两侧基本呈对称分布规律;而距离爆破源最近的既有衬砌迎爆侧边墙振速峰值最大约为背爆侧的5.6倍,上拱部和仰拱其次,背爆侧边墙最小,因此迎爆侧更容易发生破坏。数值模拟与现场测试结果具有很好的一致性,也验证了现场测试结果的准确性和数值模拟的合理性。同时建立了基于振速峰值和最大拉应力的安全准则,得出既有衬砌安全振速判据为10.73 cm/s,从而确定单段最大允许装药量应控制在41.05 kg以内,保证了既有隧道的运营安全。

• 出版日期2020
• 单位中交第二航务工程局有限公司; 长安大学; 中国科学院武汉岩土力学研究所