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厦门海底隧道爆破施工及对围岩影响的研究

作　者: 熊芳斌
导　师: 余永强
学　校: 河南理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 海底隧道 钻爆法 围岩变形监测 松动圈
分类号: U455.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


采用钻爆法进行山体洞室及通道的开挖已有一个多世纪,现已广泛的应用于海底隧道的建设之中。我国修建的第一条海底隧道-厦门海底隧道,也是主要应用了钻爆法进行施工。论文主要针对厦门翔安海底隧道A1标爆破施工方法进行研究,提出在硬岩段和风化槽段不同的施工方案,并研究了海底隧道爆破施工对围岩的影响。针对厦门海底隧道岩性条件复杂的情况,根据相似原理,本文通过模型实验,来研究炸药在岩体中的爆炸作用。使用动态应变测试仪器测试模型中的爆炸应变波,并分析其衰减规律;使用便携式超声波无损检测仪测试爆破后岩体损伤破坏情况,并根据试验结果确定合理的爆破参数,选择合理的装药量、装药结构和装药方式。在爆破开挖后进行了隧道围岩松动圈的现场监测,将检测结果与爆破后松动圈数值模拟对比,结果具有一致性;通过对围岩压力的现场测试,并进行测得数据的环向、纵向对比分析,表明了现行的控制措施是合理有效的;通过爆破震动现场测试以及对围岩变形监测,表明了现行的支护措施是可行的。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 概述  10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 海底隧道钻爆法施工研究现状  10-12
    1.2.2 围岩扰动影响研究现状  12-14
  1.3 选题意义  14-15
  1.4 研究的内容和方法  15
    1.4.1 海底隧道爆破方案和爆破参数的选择  15
    1.4.2 爆破对围岩的影响研究  15
    1.4.3 爆破对临近洞室以及二次衬砌的影响  15
  1.5 采用的研究步骤  15
  1.6 本章小结  15-16
2 海底隧道爆破方案和爆破参数的选择  16-56
  2.1 引言  16
  2.2 爆破参数模型实验  16-29
    2.2.1 实验目的  16-17
    2.2.2 实验方案  17
    2.2.3 相似关系  17-18
    2.2.4 模型的建立  18
    2.2.5 模型装药量的确定  18-19
    2.2.6 爆炸应变波测试结果分析  19-28
    2.2.7 爆炸应变波模型试验结论  28-29
  2.3 模型爆破损伤测试  29-33
    2.3.1 超声波损伤测试原理  29
    2.3.2 损伤测试  29-32
    2.3.3 测试结果分析  32-33
  2.4 海底隧道爆破开挖设计  33-49
    2.4.1 隧道开挖光面爆破参数计算  34-41
    2.4.2 隧道开挖爆破炮眼布置  41-45
    2.4.3 隧道开挖爆破参数设计  45-49
  2.5 海底隧道施工工艺流程及操作要点  49-53
    2.5.1 施工工艺流程  49-50
    2.5.2 软弱、破碎段施工  50-53
  2.6 隧道开挖爆破效果分析  53
  2.7 本章小结  53-56
3 爆破对围岩的影响研究  56-96
  3.1 理论计算  56-58
    3.1.1 爆破开挖时围岩的损伤和破坏规律  56-58
  3.2 松动圈的形成过程及特性  58-60
  3.3 隧道开挖产生松动圈的有限元分析  60-69
    3.3.1 本文采用的模拟方法——有限差分法  60-62
    3.3.2 计算模型  62-63
    3.3.3 爆炸动力荷载及边界条件  63-67
    3.3.4 隧道爆破掘进过程中松动圈的数值模拟  67-69
  3.4 爆破开挖后隧道围岩松动圈现场测试  69-80
    3.4.1 岩石超声波检测原理  69-71
    3.4.2 RS-ST01C 非金属声波测试仪  71
    3.4.3 隧道开挖后围岩松动圈测试  71-79
    3.4.4 测试结果分析  79-80
  3.5 爆破对土压力及水压力影响分析  80-96
    3.5.1 海底隧道土压力研究  80-91
    3.5.2 海底隧道水压力研究  91-96
4 爆破对临近洞室以及二次衬砌的影响  96-118
  4.1 爆破对临近洞室及二次衬砌影响的理论分析  96-99
    4.1.1 爆破对临近洞室及二次衬砌的影响因素  96-98
    4.1.2 隧道爆破对二次衬砌影响安全距离  98-99
  4.2 厦门翔安海底隧道A1 标爆破震动现场测试  99-110
    4.2.1 爆破地震波的震动效应  100
    4.2.2 爆破地震波的现场测试及分析  100-110
  4.3 从隧道变形监测来分析爆破对二次衬砌影响  110-116
    4.3.1 隧道位移变形监测  110-116
  4.4 结论  116-118
5 结论与展望  118-120
参考文献  120-123
作者简历  123-124
学位论文数据集  124-125
详细摘要  125-127

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道施工 > 凿岩、爆破工程
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