隧道掘进爆破对某巨型干溶洞洞壁危岩体的扰动作用研究
新建京张高铁八达岭隧道长城站爆破开挖微损伤及关键技术研究
新建京张高铁八达岭隧道长城站爆破开挖微损伤及降振技术研究中国矿业大学（北京）中铁五局集团有限公司北京中大爆破工程有限公司二零一九•北京目录第一部分绪论 (1)第一章工程概况 (1)1.1 项目简介 (1)1.2 工程地质 (3)1.3 工程难点 (4)第二章研究内容与研究思路 (7)2.1研究内容 (7)2.2研究思路 (8)第二部分隧道围岩爆破损伤研究 (11)第一章隧道围岩爆破损伤的测试分析 (11)1.1损伤研究的意义 (11)1.2 岩体损伤声学判定 (12)1.3 岩体爆破损伤现场测试 (13)1.4监测结果与分析 (21)第二章岩体力学模型与参数的确定 (32)2.1 Hoek-Brown强度准则的修正 (32)2.2 花岗岩岩石物理力学参数 (36)2.3 花岗岩岩体强度参数确定 (41)2.4 花岗岩岩体RHT模型参数研究 (46)第三章毫秒延期爆破围岩累积损伤数值模拟研究 (57)3.1 数值计算模型 (57)3.2 毫秒延期爆破围岩累积损伤特性 (62)3.3 小净距隧道围岩累积损伤数值模拟 (68)第三部分隧道爆破地表振动研究 (76)第一章敏感地带地表振动监测方案 (76)1.1 振动测试系统 (76)1.2 地表振动测点布置 (77)第二章地表爆破监测数据分析 (78)2.1 测试波形分析 (78)2.2 振动速度峰值参数统计分析 (79)2.3 主振频率及主振频带统计分析 (88)2.4 低频带能量统计分析 (94)第三章地表振动速度影响因素分析 (104)3.1 灰色关联理论分析方法 (104)3.2 振动速度影响因素的灰色关联分析 (109)3.3 地表振动速度预测方法 (110)第四章爆破振动控制技术 (114)4.1隧道爆破降振控制 (115)4.2 降振效果对比分析 (123)第四部分研究结论 (127)第一部分绪论第一章工程概况1.1 项目简介新建北京至张家口铁路位于北京市西北、河北省北部，起自北京北站，经北京市海淀区、昌平区、延庆县，跨官厅水库，河北省怀来县、下花园区、宣化区，西迄张家口南站。
铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施
特别策划·铁路安全铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施贾跃军1，沈鹍2，王东妍2（1.中国铁路上海局集团有限公司宁波工务段，浙江宁波315012；2.中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所，北京100081）摘要：危岩落石是山区常见的地质灾害之一，对铁路运营安全造成威胁。
以某铁路隧道洞口边坡危岩落石为研究对象，通过现场勘察对危岩体的分布特征、类别、结构面等信息进行相关的获取、测量工作，在此基础上对落石的优势路径进行预测，利用数值模拟对研究区内不同区域的危岩落石运动特性进行分析研究，并针对性地提出“分区治理、分级防护”的综合治理整治措施，为类似工程的设计思路和治理措施提供指导和建设性借鉴。
关键词：铁路安全；铁路隧道；隧道洞口；危岩落石；高陡边坡；整治措施中图分类号：U458.3 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2023）09-0009-09 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.05.30.0060 引言随着我国高速铁路事业的发展，逐渐由平原地区向地形复杂的高边坡山区修建，山区存在的崩塌落石现象随时威胁着铁路安全［1］。
危岩落石已成为威胁我国铁路安全的主要地质灾害之一［2］。
因此，对山区高边坡危岩体的稳定性及运动特征进行研究很有必要。
针对危岩落石灾害问题，国内外诸多学者对此进行了大量研究。
杨少军等［3］结合危岩落石的运动规律，对桥梁工程防治危岩落石设计标准制定的关键技术问题进行探讨；吴红刚等［4］基于模型试验，对不同结构面及不同形态的危岩体进行碰撞试验，研究落石结构面对坡面冲击的不同作用影响；何思明等［5-6］针对崩塌滚石灾害的力学机理及落石在坡面上的运动特性进行研究，揭示落石在坡面上的回弹规律，并提出一些防治关键技术；Spadari等［7］对澳大利亚新南威尔士的滚石开展原位坡面试验，研究滚石在坡面上的运动特性；Buzzi等［8］基于室内试验对落石在边坡上的回弹恢复系数进行研究；Asteriou等［9］研究了地质条件和运动参数对落石恢复系数的影响。
第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
（2）台阶开挖法
将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成 型；或采用上弧形导坑超前开挖和中核开挖及下部开挖 （即台阶分部开挖法）。
台阶开挖法特点：
（1）有利于开挖面的稳定，尤其是上部开挖支护后，下部 断面作业就较为安全；
（2）具有较大的工作空间和较快的施工速度，但上下部作 业有相互干扰影响；
（4）在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体 系的作用，保证隧道的稳定；
（5）二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修 筑的，围岩与支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安 全度；
（6）尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中； （7）通过施工中对围岩和支护结构的动态观察、量测，合理安排施
爆破附加知识：
• 地基加固 • 核武器当量 • 广岛原子弹
爆破作用指数
• 爆破作用指数（英译：index of blasting action），它是爆破漏斗半径r和最小抵抗 线W的比值，以n表示，可以用下式表示：
•
n=r/w
• 自由面——被爆破的岩石与空气接触的面 叫做自由面，又叫临空面。自由面在工程 爆破中起着非常重要的作用，有了自由面 ，爆破后的岩石才能向这个面破坏和移动 。在工程爆破中为了控制爆破作用人们常 常在爆破附近人为地创造自由面。在长期 爆破实践中人们总结下一条简单的经验， 即自由面多，爆破效果好。
锚杆
• 锚杆，英文“Bolt”；“bolting（准确称 谓）”；“anchor（早期称谓）”是当代 煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分， 他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身 支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用 于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行 主体加固。
新奥法施工程序流程:
第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
全断面开挖法优点：
（1）开挖一次成形，对围岩振动少，有利于围岩稳定； （2）施工工序少，相互干扰小，便于施工组织与施工管理；
（3）开挖断面大，钻爆施工效率较高，可以采用深孔爆破的 方法，掘进速度快；劳动生产率高，施工速度快，质量好； （4）作业空间大，有条件充分使用大型施工机械设备，改善 劳动条件，减轻工人劳动强度。
分部开挖法优缺点：
（1）分部开挖减小了每个坑道的跨度，有利于增强坑道围 岩的相对稳定性，易于进行局部支护。因此，它主要适用 于软弱破碎围岩或设计断面较大的隧道施工。 （2）采用导坑超前开挖，有利于提前探明地质情况，便于 及时处理或变更施工手段等。 （3）其缺点是分部开挖法作业面较多，各工序相互干扰较 大，增大施工组织和管理难度。分部钻爆掘进，增加了对 围岩的扰动次数，不利于围岩的稳定。若采用的导坑断面 过小，则会使施工速度减慢面影响总工期等。
三、隧道开挖施工方法 （一）隧道开挖方式
隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定的重要因 素之一，因此，在选择开挖方法时，应对隧道断面大 小及形状、围岩的工程地质条件、支护条件、工期要 求、工区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进 行综合分析，采用适当的开挖方式和方法。
按开挖隧道的横断面分部情形可分为：
二、岩体隧道施工方法 （一）矿山法
它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后， 逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久 性支护的施工方法。
矿山法施工的“十二字原则”
（1）少扰动； （2）早支撑； （3）慎撤换； （4）快衬砌。
预备知识：岩体应力圈
• 岩爆，是一种岩体中聚积的弹性变形势能 在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石 爆裂并弹射出来的现象。一般情况下发生 在围岩级别为I类围岩中。
白须公1#隧道特大型溶洞处理研究
混凝土采用垂直导管法进行灌注，下 料顺利，C25混凝土为搅拌站拌，罐车 运输，管理处及项目部实验人员随时对 混凝土进行质量控制，根据灌注情况随 时调节混凝土性能，较好的满足了施工 需要。现场由专业工程师控制灌注进度 和振捣效果，保证成桩质量，但由于增 设护壁，扩大了桩径，混凝土方量超方 率达到25%以上。浇筑结束时要确保桩 基嵌入承台10～15cm。
在以往施工中，溶洞处理主要有以下两 种方式： 一、溶洞和裂隙堵填: 1、对已停止发育，径跨较小且无水的溶洞， 根据其与隧道相交的位置采用混凝土、浆砌 片石或干砌片石予以回填封堵。 2、拱部以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程 度采用喷锚支护加固或加设护拱及拱顶回填 的办法处理。破碎程度较严重的夹粘土充填， 采用劈裂注浆固结技术或长大管棚支护法施 工。
支撑墙作用有二：一是用来控制溶 洞的横向跨度不再扩大；二是浇注支撑 墙的同时，拱顶原有空隙部分用C25混 凝土进行充填，消除支护与围岩之间的 空隙，避免新建隧道洞顶出现空洞和偏 压。 K2178+140处为避免隧道开挖对溶 洞洞壁扰动造成塌方，在隧道右侧紧贴 溶洞洞壁构建一道岩壁混凝土挡土墙， 墙身长约10m，厚2m，高度至溶洞顶部。
第五部分
结束语
白须公1#隧道意外发现溶洞，结构复杂、处理 困难、工程量巨大。上部20多米高一定范围溶洞顶 要清理危石、锚喷加固，下部洞底由松软粘土及孤 石充填且总厚达20余米，采用桩基承台基础上修建 钢筋混凝土支撑墙，采用“先支护，后开挖；短开 挖，弱爆破；少扰动，强支护；紧封闭，勤量 测”24字施工指导原则，取得了扩挖隧道的完满成 功的经验，使大溶洞围岩变形得到有效控制，保证 大溶洞稳定，施工得到顺利安全进行。采用的施工 方案和技术措施可以借鉴。
一、溶洞顶部及侧壁处理
211212120_下穿重要结构物浅埋隧道爆破掘进振动控制技术研究
Value Engineering1工程概况及施工技术难点新建铁路湖州至杭州西至杭黄铁路连接线工程鹿山隧道位于浙江省杭州市富阳境内，为铁路单线隧道，隧道起讫里程DK107+471~DK113+076.03，全长5605.03m 。
隧道进口洞口地表为第四系残坡积粉质黏土，下伏为全~强风化粉砂岩、泥质粉砂岩、石英砂岩，岩石中等风化，为Ⅴ级围岩。
进口段埋深较浅，隧道进口端附近，垂直于隧道DK107+536处地面上左侧为高压（110kV 高压）输电铁塔（位置关系如图1所示），铁路塔采用钢筋混凝土矩形分离式基础，基础尺寸为0.8×0.8×5.0m ，该处隧道埋深为17.1m ，铁塔边缘与隧道边缘的水平垂直距离为14.6m ，则计算得隧道开挖边缘线距铁塔最近为22.5m 。
洞身岩石为中-弱风化的石英砂岩，为Ⅳ级围岩，整体性较好。
铁塔距离隧道非常近，因该段隧道围岩为中-弱风化的石英砂岩，围岩较为完整且坚硬，需采取爆破法开挖掘进。
因当地生产企业密集，如果因爆破振动危及铁塔，并导致停电，不仅造成极大经济损失，也带来极大的社会不良影响。
故在隧道掘进时如何控制爆破振动的危害，确保铁塔的安全稳固是本隧道施工的技术难题。
在进行方案制定时，考虑采用铣挖机进行该段（长度约为60m ）的无振动开挖，但经评估，铣挖机施工工期过长，无法满足工期要求。
故决定还是采用爆破法掘进，该段爆破开挖前，进行振动控制的技术研究及攻关，以确保铁塔安全。
2爆破地震效应产生的原因及影响因素分析2.1爆破地震效应产生的原因炸药被引爆后，炸药剧烈的化学反应产生的高压气体和振动冲击波作用于岩体上，使岩石产生破碎及发生裂缝。
破碎岩石的作用消耗了大量的爆破能量。
但同时也有部分能量扰动了岩石，即产生振动，出现地震效应，且以地震波的形式向四周传递，地震波强度随着距爆破中心点距离的加大而衰减。
2.2影响因素分析大量岩石爆破实践及研究表明，爆破中心处质点的振速受到岩石特性、齐爆装药量、装药不藕合系数、炸药爆速、微差时间、临空面情况等诸多因素的影响；传播过程中的衰减则主要受路径上地质情况的影响。
溶洞处理措施
溶洞处理措施溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。
溶洞是岩溶现象的一种。
岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。
我国石灰岩分布极广，常会遇到溶洞。
因此，在这些地区修建隧道，必须予以注意。
一、溶洞的类型及对隧道施工的影响溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。
死、干、小的溶洞比较容易处理，而活、湿、大的溶洞,处理方法则较为复杂。
当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌.有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。
有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当坑道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，山体压力剧增。
有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。
有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广,处理十分困难.二、隧道遇到溶洞的处理措施（1）隧道通过岩溶区，应查明溶洞分布范围和类型，岩层的完整稳定程度、填充物和地下水情况，据以确定施工方法。
对尚在发育或穿越暗河水囊等地质条件复杂的岩溶区,应查明情况审慎选定施工方案。
对有可能发生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等，必须事先制定措施，确保施工安全.（2）隧道穿过岩溶区,如岩层比较完整、稳定，溶洞已停止发育，有比较坚实的填充，且地下水量小,可采用探孔或物探等方法，探明地质情况，如有变化便于采取相应的措施。
如溶洞尚在发育或穿越暗河水囊等岩溶区时，则必须探明地下水量大小、水流方向等，先要解决施工中的排水问题，一般可采用平行导坑的施工方案，以超前钻探方法，向前掘进。
当出现大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况时，平导可作为泄水通道，正洞堵塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面,不致正洞停工。
（3）岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法，有“引、堵、越、绕”四种。
隧道爆破施工对地表建筑物及其滑坡体的扰动影响分析
：
Ｓｃ ｅｎ ａ Ｔｅｃｈ ｉ ｃｅ ｎｄ ｎＯｌ Ｏｇｙ ｎ １ ｎｏｖ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｔ ｏｎ ａｌ
工 程 技 术
隧道 爆 破 施 工 对 地 表 建 筑 物 及 其 滑 坡 体 的 扰 动 影 响 分 析
陈 德 国
（ 中铁 二十一局 集 团第三工程 有 限公 司 陕西咸 阳 ７ ０ ０ ２ ０ ） １
摘 要 ： 宝塔 山隧道进 口下 穿古滑坡体 ， 新 且地表建 筑物 密集 ， 本文 详细介 绍隧道 下穿滑坡体 时岩层爆破施 工振 动对地表建 筑物及其滑坡 体 的影响 ，为在 同类 工程地 质条件 下的 隧道爆破 作业提 供施 工参考 。 关 键 词 ： 破 建 筑 物 滑 坡 体 扰 动 爆 中 图分类号 ： ５ Ｕ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： ７ —０ ８ ２ １ ） （） １ —０ １ ４ ９ ｘ（ ０ ｏ ｂ 一０ ３ １ ６ ｏ ６ ０ 开 挖 高 度 ５ ５１ 自拱 顶 向 下 ） 断 面 爆 破 参 计 算 ． １（ ２ ， ＝ｌ ＋ ｆ） １ 掏 ０ 孔深 １ ５ ， 药 量 ．ｍ 装 包 西 铁 路 新 宅 塔 山隧 道 位 丁 延 安 市 宝 数 为 ： 槽 眼 ｌ 个 炮 孔 ， ｆ Ｊ ５ 辅 周 ． ｍ。 塔山下， 穿越 地 形为 黄 土 高 原 梁 茆 沟 壑 区。 ７． Ｋｇ； 助 眼 、 边 眼炮 孔 深 １ １ 施 工 式 中 ， 一 局 部 突 ｝ 地 形 顶 部 的 振 动 影 响 降 隧道 起 迄 里 程ＤＫ５ ０ ５ １ ０ ＋ ～ＤＫ５ ２ ６ ７ 巾 严 格 控 制 爆 破 装 药 量 ， 低 爆 破 振 动 强 放 大 系 数 ｌ ０＋ ７，
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突 出 台 地边 缘 的 距 离 ． 相 对 高 差 Ｈ的 比 与
隧道施工中岩爆的成因及预防探讨
隧道施工中岩爆的成因及预防探讨摘要：岩爆是高地应力条件下地下岩体工程开挖过程中, 由于开挖卸荷引起围岩的弹性应变能突然释放,并产生爆裂、松脱、剥离、弹射甚至抛掷等破坏现象的一种动力失稳地质灾害。
它是埋深大隧道施工中发生频率较高的突发性地质灾害。
本文就隧道施工中岩爆的成因及预防进行探讨，为隧道施工中岩爆预防提供参考。
关键词：隧道施工岩爆成因预防探讨在平常的隧道施工过程中经常会出现各式各样的岩体失稳的现象, 而岩爆就这样一种十分特殊的岩体失稳现象, 它是岩体里聚集着的高弹性应变能, 岩爆一般多发生在完整且坚硬的岩体上。
一般而言,完整的岩体相对比较稳定, 不会跟块裂岩体或者碎裂岩体一样, 容易沿着脆弱的结构面发生结构体的滑动及坍塌。
因而,在平常的隧道施工工程中, 我们往往会加强不良地质地段的防范并采取措施, 可是当挖掘到完整且坚硬的岩层地段的时候, 常常容易忽略岩爆——这一特殊的地质灾害。
一、有关岩爆的特点1.岩爆在未发生前并无明显的预兆。
一般认为不会掉落岩块的地方也会突然发生岩石爆裂声响, 石块有时应声而下, 有时暂不坠落, 这与塌顶和侧壁坍塌现象有明显的区别。
2.岩爆时, 岩块自洞壁围岩母体弹射出来,一般呈中厚边薄的不规则片状, 块度大小多呈几厘米长宽的薄片, 个别达几十厘米长宽。
严重时,成吨重的岩石从拱部弹落, 造成岩爆性坍方。
3.岩爆多发生在新开挖工作面及其附近,也有个别发生在距新开挖工作面较远处。
岩爆发生的频率随围岩暴露时间的延长而降低。
岩爆可瞬间突然发生, 也可持续几天到几个月。
二、有关隧道施工中岩爆的因成分析1.有五大内在因素影响岩爆的发生:第一最大初始应力/岩石单轴抗压强度>1/7；第二岩石抗压强度较高(>80ＭＰＡａ)；第三岩石完整性好；第四较大隧道埋深；第五岩石干燥无水；施工中若具备三个因素以上便容易产生岩爆, 在具备岩爆条件的情况下, 其发生的概率同时与洞室跨度相关,跨度越大, 发生岩爆的概率就越大。
监理工程师 隧道工程 习题及答案
隧道工程1、什么叫单位工程、分部工程和分项工程？隧道工程是什么工程？隧道的分部工程怎么划分？答案：（1）在建设项目中，根据签订的合同，具有独立施工条件、可以单独作为成本计算对象的工程叫单位工程。
（2）在单位工程中，按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务划分为若干个分部工程。
（3）在分部工程中，按不同的施工方法、材料、工序及路段长度等划分若干分项工程。
（4）隧道由于具有独立施工条件，可以单独作为成本计算对象，所以隧道工程被划分为单位工程。
长隧道每座隧道为一个单位工程，多个中、短隧道可合并为一个单位工程。
（5）在隧道工程中又可划分若干下列分部工程：总体、明洞、洞口工程、洞身开挖、洞身衬砌、防排水、隧道路面、装修、辅助施工措施。
2、试述隧道衬砌的组成及作用。
答案：隧道衬砌习惯上认为由拱部、边墙和仰拱组成。
拱部主要支撑隧道上面的荷载，边墙主要抵抗水平方向的围岩压力，仰拱主要承受地层向上的压力。
拱墙组成闭合的结构称为衬砌环，它能改善衬砌的内力分布，有效地抵抗围岩压力和限制围岩变形。
3、洞内施工测量时，监理工作重点是什么？答案：（1）审查承包人的施工测量计划或施工测量方案。
（2）验证承包人每期增设的固定测点是否符合精度要求。
（3）定期校核包括洞外基准点在内的各测点。
（4）检查贯通误差和贯通误差调整结果。
（5）检查施测条件和施测方法。
4、公路隧道洞口设施应具备什么基本要求？公路隧道洞口设施应具备如下基本要求：（1）应根据情况在洞口边坡、仰坡顶面及其周围设置排水沟，并和路堑排水系统综合考虑布置。
（2）应根据实际情况，对洞口边坡、仰坡采取坡面保护措施，做到不留后患、保证安全、经济合理。
（3）当洞口处有落石与泥石流时，应采取清刷、、延伸洞口设置明洞或支挡构造物等措施。
5、在某高速公路隧道工程项目进口段的施工中，在掌子面隧道右侧发生大坍方，显示为一个大型漏斗的底部，造成大量黏土充填物涌出，导致价值数万元的设备完全损坏，幸无人员伤亡。
岩溶隧道底板突涌水灾害注浆治理技术研究及应用
岩溶隧道底板突涌水灾害注浆治理技术研究及应用发布时间：2021-06-11T09:32:05.467Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：谭江[导读] 摘要：近年来，随着隧道数量的增加，地质条件变得越来越复杂。
重庆垫忠高速公路有限公司重庆 408300摘要：近年来，随着隧道数量的增加，地质条件变得越来越复杂。
隧道施工期间发生了岩溶水文地质灾害，造成隧道结构不稳定，严重影响了隧道施工和运营的安全。
本文结合隧道岩溶水流工程实例，采用地质结构检测、局部周边帷幕、底板加固、岩溶发育带径向加固、熔孔密充填等综合管理技术，实现良好的管理效果。
关键词：岩溶隧道；涌水；地质构造探查；治理技术；应用分析；前言：随着国民经济的迅速发展，我国隧道建设进入了前所未有的繁荣时期。
隧道穿越西部复杂的地质区和岩溶发育区，由于复杂的地质条件、突发灾害原因和突变过程，容易发生突发性地质灾害。
注射是岩溶水文灾害中最常用的有效处理方法。
在注水管理中，探测地下水的流通途径和洪泛区周围的岩石状况是洪水灾害管理的基础。
制定有效的管理方案和选择适合地质事件和洪水灾害特点的注入程序和材料，对于确保有效的洪水管理至关重要。
因此，研究复杂地质条件下隧道岩溶应力的机理和处理以及岩溶地区隧道施工是关键的科学技术问题。
1 岩溶隧道注浆治理意义分析岩溶发育地质区岩石强度低，便于在发生突发性灾害时开通和连接水道。
此外，含有水的灾害源头的引力潜力可能在周围的岩石体内形成塑性区，化学运输造成的侵蚀也可能加速断层的发展，这是突然发生水灾害的先决条件。
对拆除开挖的强烈干扰可能会在隧道的手掌后面形成岩石松弛圈。
当岩石之间的裂缝穿过灾害的源头和隧道的空地时，大量高压水迅速流入隧道。
因此，隧道中的人为干扰已成为突发灾害的直接原因。
高度限制、高水压和人为干扰的多重耦合效应的复杂性表明，突发水灾害机制是减灾工作的一个优先事项。
利用工程地质理论在宏观经济一级查明易受灾害地区和划定易受水灾害地区，对隧道建设十分重要。
高速公路隧道洞顶危岩稳定性及防治分析
安徽建筑中图分类号：U451+.2文献标识码：A文章编号：1007-7359（2024）1-0154-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0570前言山区高速公路由于线路布置等原因，难免会遇到隧道进出口危岩落石等灾害。
根据现场调查，该危岩体位于隧道出口端隧道洞顶正上方，方量约22000m 3，属特大型危岩体。
在大规模的隧道爆破、开挖等活动下，会对危岩体造成扰动，极有可能诱发其失稳，影响项目施工的进度。
近年来，许多学者在危岩稳定性及防治上开展了诸多研究。
何建军[1]采用静力分析法计算极端工况下边坡危岩的稳定性，针对不同高程的落石提出了工程治理措施。
李胜等[2]利用k 近邻算法与基于密度比S 的评价准则实现了优势结构面与产状赤平投影的快速分析。
刘宝臣等[3-5]基于离散元模拟法分析了危岩的发育特征和破坏情况，指出对岩块体积小的危岩采用静态爆破进行清理，体积较大危岩选用锚杆支护进行加固。
文兴祥[6]利用Rockfall 软件模拟典型危岩体落石运动特征，提出“凹腔嵌补+锚固”“清除+拦截”和主动防护网3类治理措施。
1工程概况1.1项目概况道真至武隆高速公路项目是贵州省“678”高速公路网中“第三纵”道真至新寨的首段，项目起于渝黔交界的子母岩，经枣子坪、丘家湾与道真至瓮安高速公路道真支线顺接，全线位于道真自治县境内，该隧道为一分离式特长隧道，全长7530m ，贵州境内全长5280m ，重庆境内2250m 。
1.2水文及地质项目区属长江流域－乌江水系－芙蓉江支流－梅江二级支流。
场区地形高差大，地表沟谷切割较深，沟谷内常有地表水分布，多为季节性溪流，流量受大气降雨控制。
项目区地处黔北高原北部，为大娄山延伸段向四川盆地过渡的斜坡地带。
主要山脉呈南北走向。
其地理特点是低纬度、高海拔、深切割，多中低山丘陵。
地貌类型复杂多样，以山地、丘陵、河谷、峡谷、山间坝地和槽谷为主。
1.3洞顶危岩概况该隧道出口段洞顶危岩体（“错落体”位于东经107°44′54.40″、北纬29°5′18.41″）地属贵州省道真县洛龙镇，危岩体位于隧道出口端隧道右幅YK42+425～YK42+455段洞顶正上方，与隧道洞门水平距离约140m ，垂直高差约100m ，危岩体长约30m ，宽约25m ，高约29m ，总体积约21750m 3，面貌如图1、图2所示。
隧道的工程地质环境_secret
隧道的工程地质环境——特殊地质地段环境隧道工程中，常常会遇到一些不利于工程的特殊地质地段环境。
如膨胀土围岩、黄土、溶洞、松散地层、流沙、岩爆、高地温、高地热环境、瓦斯等。
在开挖、支护和衬砌过程中．由于各种因素的影响都可能发生土石坍塌，坑道受压支撑变形，衬砌结构断裂和各种特殊施工问题．严重影响施工进度、安全和质量。
隧道穿越含有瓦斯的地层，更严重地威胁着施工安全。
下面就对上面提到的九种特殊地质环境进行描述：Ⅰ、膨胀土围岩：膨胀土系指上中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。
决定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石粘土矿物。
我国是世界上膨胀土分布面积最广的国家之一。
现已发现有膨胀土发育的地区达20余个省、市、自治区，遍及西南、西北、东北、长江与黄河中下游及东南河海地区。
其中，主要有：云南、贵州、四川、湖北、安徽、广东、广西、陕西、山西、河南、山东和河北等省区，分布是十分广泛的。
隧道穿过膨胀土地层，隧道开挖后不久，常常可以见到围岩因开挖而产生变形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象。
使坑道的顶部及两侧向内挤入，底部膨起，随着时间的增长导致围岩失稳，支撑、衬砌变形和破坏。
这些现象说明膨胀土围岩性质是极其复杂的。
它与膨胀土质的围岩性质有着根本的区别。
膨胀土围岩的基本特性，主要有以下三方面：（一）膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力。
当隧道开控后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸荷膨胀。
因此，膨胀土围岩常常具有明显的塑性流变特性，开挖后将产生较大的塑性变形。
（二）膨胀土中发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。
膨胀土围岩实际上是土块与各种裂隙和结构面相互组合形成的膨胀土体。
由于膨胀土体在天然原始状态下具有高强度的特性，隧道开控后洞壁土体失去边界支撑而产生浓缩，同时因风干脱水使原生隐裂隙张弛，使围岩强度急剧衰减。
浅谈人工爆破挖孔桩施工技术
浅谈铁路隧道溶洞处理技术谢素洁(中铁七局集团第一工程有限公司，河南洛阳471100)喃要】本文根据某隧道为例，介绍了，}瞎洞处理方法，以期对溶洞处理方案与施工有一定借鉴意义。
睽I篷词]钱路隧道；溶洞；处理方法1工程概况某隧道为贵州省某单线铁路隧道，全长541m，设计行车速度为120km／h。
该隧道位于贵州南部与广西境内交界处，施工地段为低山峰丛溶蚀谷地地貌，基岩裸露，植被不发育，基岩以灰岩夹白云质灰岩、灰色、浅灰色、灰白色，厚至巨厚层状，弱风化，岩体较完整，岩溶发育极为强烈，多见溶洞、溶沟、溶槽、石芽、溶隙遍布。
岩性单一，岩层产状平缓。
地下岩溶水发育，对砼无侵蚀性。
I．I溶洞的概况该隧道溶洞发育较为强烈，全隧道共计出现大小溶洞共计14处，其中出口段施工至某里程时，掌子面围岩为Ⅲ级，岩性为灰岩、白云质灰岩，厚层状，岩层层理清晰，岩体完整。
在开挖后发现上半断面发育有一个溶洞，洞内充填块石、碎石夹黏土随爆破开挖自溶洞洞口涌出，涌出量于150m3，洞径约65米，块石直径为02—12m，最大块经3_5m，含泥(粉砂)量约占80％；有少量的浑浊的岩溶水沿洞壁流出。
经在掌子面布设5个水平探孔探明，前方溶洞无水，充填物主要为块石、碎石、粉砂、黏士等，判断为充填型溶洞。
12隧道溶洞处理方案12．1处理方案选择原则1)安全性。
确保施工安全与运营安全，围岩累计变形量不大于8c m，衬砌完工后隧道不渗不漏。
2)可操作性强。
要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能阿瞄缸[难度。
3)灵活性。
根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能鞍向制媾换为智|代方案。
4)具有可连续性。
需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，制顺利地进行旋工工艺、工序的转换。
122处理施工方案首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全：管棚施做完成后挖除F}塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理，增强隧底承载力：溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。
加强对岩爆发生机理防治措施研究,消除岩爆危害
④岩爆破裂坑分为三种类型：A 零星岩爆，面积 0.5×0.5～2×2m2，零星分布在洞壁上（仍位于左上方 及右下方）；B 大面积岩爆，宽3～4m，长（指沿洞线 方向）10～20m；C 连续岩爆宽2～3m，长度大于10m， 长达100～150m，在洞壁左上方及右下方各形成一条长 沟，沿洞线方向的延续性在溶洞，断层等地质体前中断。 ⑤爆裂坑深度受围岩应力和强度控制，在厚层块状、整体 状白云岩洞段，岩石单轴抗压强度达100～120Mpa。岩 体初始地应力虽达31Mpa，爆裂坑深度仅为0.5～0.8m， 在角砾状灰岩洞段，由于角砾状灰岩中有方解石细脉穿插， 岩体初始应力25Mpa，岩爆坑深度达1.5～2.0m。当薄 层～中厚层泥质条带灰岩（含炭质）层面平行洞壁最大切 应力时，岩爆深度亦很大，达1～2m。 ⑥距大溶洞、暗河、断层带18～30m范围内无大量岩爆 产生，但小规模零星岩爆可以出现在胶结好的断层带及溶 蚀裂隙旁边。 （2）爆裂弹射型：岩片弹射及岩粉喷射，爆裂声响如枪 声，弹射击岩片最大不超过1/3m3，有5～10cm直径者、 拳头大小者、粉末烟雾者。危害主要为弹射岩片伤人，对 机械和隧道无多大影响。
②某些上升剧烈、河谷深切、剥蚀作用强的地区。 ③地形地貌分析法分析多数在高山峡谷地区，谷地应力高度集中区域。 ④岩石抗压抗拉强度，有效弹射能测试。 ⑤钻孔中岩芯出现饼化现象。 5.11.4 岩爆防治措施 （1）改善围岩应力： ①开挖时采用短进尺、多循环； ②选择合适洞形，改善围岩应力状态； ③超前钻孔释放应力。 （2）改变围岩性质 通过超前钻孔向围岩注水（煤矿多用）。 （3）加固围岩： 采用锚喷支护喷钢纤维砼、钢支撑对开挖的洞壁进行加固及掌子面超前 锚杆、超前小导管预加固。 （4）防护措施：利用钢丝网、尼龙网拦挡岩爆飞石，对机械加焊钢板防 护，人员穿戴钢盔、防弹衣。 （5）躲避：岩爆一般在爆破后一小时比较猛烈，在该时间段内采用停工 躲避措施。 5.12 加强对围岩大变形机理与预测防治措施研究，减少大变形对工程进 展影响。 5.12.1 大变形形成机制及分类。
危岩体崩塌灾害监测预警试验研究
. . , f e a t u r e T h e early w a r n i n g o f c o l l a p s e disaster c a n b e real i z e d b y i d e n t i f y i n g this oscillation f e a t u r e F u r t h e r m o r e th e
**(Comprehensive Institute of Geotechnical Investigation and Surveying, Ministry of Construction, Beijing 100007, China)
A b stract , R o c k c o l l a p s e h a s b e e n a h o t is s u e in t he s t u d y o f g e o l o g i c a l h a z a r d s f or m a n y y e a r s a n d it is difficult to , . p r e v e n t b e c a u s e o f its s u d d e n d i s i n t e g r a t i o n w h i c h is a se r i o u s t h r e a t e n to h u m a n life a n d p r o p e r t y s a fety T h e r o c k , c o l l a p s e is c a u s e d b y t h e d y n a m i c failure o f t h e s y s t e m instability s o it c a n b e m o r e effective to a p p l y th e d y n a m i c . , m o n i t o r i n g i n d e x in ea r l y w a r n i n g B y i n t r o d u c i n g t i m e - d o m a i n d y n a m i c m o n i t o r i n g i n d i c a t o r s t he w h o l e p r o c e s s o f r o c k . , , c o l l a p s e is m o n i t o r e d in real t i m e T h r o u g h vi b r a t i o n a m p l i t u d e kurt o s i s i n d e x a n d o t h e r i n d e x e s t he failure p r e c u r s o r . in th e d e t a c h m e n t p h a s e is a n a l y z e d A s t he ea r l y w a r n i n g m e t h o d b a s e d o n d e t a c h m e n t p r e c u r s o r r e c o g n i t i o n h a s better t i m e l i n e s s in t he early w a r n i n g o f r o c k c o l l a p s e ,it c a n realize t he e a r l y w a r n i n g o f r o c k b l o c k c o l l a p s e 55 s in a d v a n c e .*12
爆破对隧道围岩与衬砌结构影响效应研究
中国矿业大学力学与建筑工程学院2014~2015学年度第1学期科研训练学号15115686班级越崎11-2姓名陈升力学与建筑工程学院教学管理办公室爆破对隧道围岩与衬砌结构的影响效应研究（中国矿业大学孙越崎学院11-2班陈升）摘要：在钻爆法施工的隧道中，炸药的爆破效应或多或少会对保留的岩体和衬砌结构产生不利影响。
国内外学者对于判断围岩与衬砌结构在爆破作用下是否发生破坏的研究成果较多，而用以描述不同因素下影响效应的变化情况相对较少，对于影响效应一般规律的探索恰是在工程实践中尤为重要的。
本文以大型有限元程序ANSYS数值计算为基础，根据工程和地质资料建立隧道开挖模型，选用位移和加速度值作为表征量，探索不同支护情况下爆破对围岩与衬砌结构的影响沿着不同方向上的变化规律。
关键词：围岩；衬砌结构；影响效应；ANSYS；支护情况1选题背景及研究意义我国社会经济在不断发展，对交通运输的要求越来越高，尤其是对于关系国民经济命脉的铁路。
方便快捷并且运量大，是最主要的原因之一。
另外，它的安全性并且廉价，则是货物运输最主要的选择因素。
最后，对于国防建设，铁路也是不可替代的。
就以青藏铁路为例，除了它对经济建设有着巨大推力之外，还非常重要的军事战略意义。
铁路要修建在远离城市的地方并且尽量选择最近路线，这样在山岭地带的修建则是在所难免的了。
所以，隧道工程在山岭地区的应用可以克服掉地形的障碍，还可以改善铁路线形，提高行进速度，缩短行驶路程，节省燃料和时间，并且能有效地保护生态环境。
除此之外，还能避免因落石、坍方、雪崩、雪堆等自然因素对铁路的伤害，从而保证行车安全性、提高驾驶和乘坐的舒适性，提高对铁路的防护能力。
我国内地地区山区起伏很多，当铁路穿越山区时，经常面临高程带来的障碍。
而铁路的修建限制在平缓的坡形，因为就铁路本身的性质而言，它无法拔起或下降需要的高程。
并且，难以用绕避的方式消除高程障碍，此时选择直接穿山开挖隧道是最为合理的方式。
近年来隧道方面的国家自然科学基金项目摘要
隧道方面的自然基金项目摘要1批准号50078002项目名称：隧道工程信息化设计与智能分析方法研究项目类别：面上项目申请代码：E0807项目负责人：乔春生负责人技术职：称教授依托单位：北京交通大学资助年限：01/01/2001 - 01/12/2003 资助经费17(万元) 中文摘要：以新奥法为基础的隧道工程信息化设计思想已提出了几十年，但目前我国隧道设计仍然以工程类比法为主。
这主要是由于信息化设计的各个环节严重脱节，缺乏功能齐全、使用方便、形象直观的计算与分析工具。
针对这一问题，本项目通过理论分析和试验研究，重点进行了隧道工程三维可视化快速仿真方法研究及计算机程序开发、隧道工程监控量测数据智能处理方法和隧道变形预测的智能方法研究。
对有限元求解器进行了改进，使计算速度和效率明显提升；提出了新的地下工程可视化三维建模方法和计算结果的三维可视化方法，以此为基础编写了岩土工程三维有限元可视化仿真程序；首次将以统计学习理论为基础的机器学习新方法- - 支持向量机回归算法引入隧道工程设计，在传统支持向量机一元回归算法基础上，提出了支持向量机多元回归算法和隧道位移反分析与位移预测的智能方法，解决了传统反分析方法需要事先假设围岩力学模型的难题，与人工神经元网络相比，可以较好地解决局部优化、样本数量不足等问题。
通过对浅埋单线电气化铁路隧道的应用证明，这种新的智能分析方法计算误差小，使用方便，可满足现场使用要求。
研究成果将有利于提高我国的隧道建设水平。
中文主题词：隧道工程，可视化计算，支持向量机，反分析，变性预测英文摘要:The informative design iedr of tunnel based on the New Austrilian Tunnel Method has been propsed for decades, but the tunnels of our country is generally designed based on the engineering experience and the performance of existing tunnels in similar ground at present. This is mainly because of disconnect of links for NATM and lack multiple functional, easy to use, computation and analyze tools. In order to improve the actuality mentioned above, some experiments in situ and analytical studies about visual simulation method and software can beused to tunnel engineering as well as intelligent prediction method of tunnel deformation were carried out.A fast three-dimensional finite element simulation method and a visual computing program which can be used to simulate procedures of the tunnel excavation and support was developed. The complex three-dimensional shape models can be built up easily using the program. A new intelligence method for displacement back analysis and prediction of tunnel deformation as well as the design of tunnel shotcrete-bolting support parameters based on support vector machine (SVM) was proposed. It has stronger generalization ability because the SVM theory is based on the minimization of structure risk principle. The algorithm of SVM is a convex quadratic optimization problem, therefore the solution is certainly the global optimum. Different from the classical support vector regression (SVR) algorithm which can only solve the single output variable problem, an improved SVR algorithm is proposed to resolve problemwith multiple output variable regression; the corresponding code is developed in MATLAB. The maximums of relative errors for convergences prediction of the tunnel were not greater than 6.5% and can meet the demands of tunnel engineering. It was found that the Bspline kernel function has better effectiveness compared with the RBF kernel function for prediction of tunnel convergence. Compared with BP network, the improved SVR algorithm makes great improvement in the precision of the design results, and can be employed to the similar engineering situations, the support vector machine is applicable to estimation of tunnel deformation.英文主题词：tunnel engineering;visualized scientific computing;support vector machines;displacement back analysis;deformation prediction2项目编号 50978019项目名称承载地层中隧道开挖影响分区与支护荷载分布的力学机制和计算模型研究项目类型面上项目申报学科1 (E080506) 研究性质资助金额 35.00万元开始日期 2010年1月1日完成日期 2012年12月31日项目摘要在承受附加荷载的地层中开挖隧道是城市地下空间开发过程中的一种常见情况。
某深埋凝灰质砂岩隧洞破坏特征及微震演化规律
某深埋凝灰质砂岩隧洞破坏特征及微震演化规律
董栋;陈松;王建;朱马哈提;姚志宾
【期刊名称】《水利规划与设计》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】某深埋凝灰质砂岩隧洞,采用敞开式TBM掘进,地质条件复杂,掘进过程中发生塌方、岩爆等不同类型破坏,存在安全风险,影响施工进度。
为指导现场施工与支护措施,提高施工效率,连续开展微震监测,以现场地质踏勘资料为基础,结合微震监测信息分析不同类型破坏特征,总结微震活动时空演化规律。
结果表明:该隧洞中松弛掉块分布范围广,塌方发生位置较集中,部分塌方与松弛掉块交替发生,轻微岩爆呈零星散发的特点;地质特征与破坏特征存在相关性,结构面越发育破坏规模越大,塌方风险越高;不同类型破坏分布与微震活动时空演化规律一致性较好,现场破坏规模与微震事件数和微震释放能均呈正相关关系;通过对微震监测信息分析,可以判识、预测该隧洞破坏规模和类型,为施工提供指导。
【总页数】6页(P137-142)
【作者】董栋;陈松;王建;朱马哈提;姚志宾
【作者单位】新疆水发建设集团有限公司;东北大学辽宁省深部工程与智能技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TV554
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隧道支护与围岩作用体系的力学特性研究
隧道支护与围岩作用体系的力学特性研究近年以来,我国城市轨道交通、高速铁路、高速公路等交通基础设施进入了大规模建设期,作为交通工程的重要载体,隧道工程的建设数量大幅增加、施工难题层出不穷,隧道设计理论已经明显滞后于工程实践。
对支护与围岩作用体系的力学特点的认识深度直接决定了隧道工程设计和施工的科学性、安全性及经济性。
因此,论文采用数值模拟、理论分析、室内试验和统计分析方法对开挖扰动下围岩变形的时空演化规律、隧道围岩力学响应的三维理论分析方法和支护结构体系与围岩相互作用的力学机理进行了深入研究,阐明了隧道支护与围岩作用体系的力学演化过程及其基本特点,建立了一种新的支护结构刚度确定方法。
主要的研究成果包括:(1)隧道开挖扰动效应是支护与围岩作用体系力学演化的根本动力,无论地层结构特性和围岩物理力学参数如何变化,围岩变形均会经历"变形加速→急剧变形→缓慢变形→变形稳定"的四个阶段,且隧道洞周围岩变形的演化过程具有显著的自相似特性,这是由隧道开挖效应叠加的周期特性决定的。
隧道拱顶围岩变形是判断围岩安全状态的基准指标,通过对侧压力系数为1的围岩变形结果的拟合分析得到了隧道拱顶围岩纵向变形曲线的计算公式。
(2)将地层视为无限大或半无限大弹性体,以释放应力模拟隧道的开挖效应,分别建立深埋和浅埋圆形隧道围岩力学响应的三维分析模型,基于Mindlin解推导了围岩应力和位移的积分计算公式,编制相应的计算程序,通过与数值模拟结果的对比验证了其正确性,并分析了掌子面应力释放和洞壁应力释放对不同位置围岩径向位移和轴向位移影响的大小和范围。
(3)提出广义和狭义隧道结构体系的概念,阐明各类支护结构的干预效应及其在隧道施工力学演化过程中的核心作用。
初期支护是围岩荷载的主要承载结构,应用了高强钢筋的格栅混凝土复合支护结构具有高强度和大变形的力学特性,尤其适用于特殊地质和软弱围岩隧道。
在扰动效应和干预效应的共同作用下,围岩变形演化仍呈现出四阶段特性。
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０ 引言
我国西南地区山岭众多且岩溶地貌分布广泛， 高 铁 修 建 过 程 中 往 往 非 桥 即 隧 ，路 面 工 程 通 常 较 少 ，
隧道修建过程中经常遇到发展或衰退阶段的大型溶 洞。由于岩溶 地 质 复 杂、体 量 大 以 及 溶 洞 坍 塌 形 成 导 致 的 危 岩 分 布 ，使 溶 洞 对 外 界 扰 动 敏 感 ，隧 道 爆 破
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＧａｏｓｈａｎＴｕｎｎｅｌｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｒｏｃｋｆａｌｌｏｆａｇｉａｎｔｄｒｙｋａｒｓｔｃａｖｅｏｎＱｉａｎｊｉａｎｇＺｈａｎｇｊｉａｊｉｅ ＣｈａｎｇｄｅＨｉｇｈｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙｉｓｄａｎｇｅｒｏｕｓａｎｄ ｎｅｅｄｓｔｏｂｅａｎａｌｙｚｅｄ． Ａｓａｒｅｓｕｌｔ， ｔｈｅｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，３Ｄｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄ３Ｄ ｌａｓｅｒｓｃａｎｎｅｒａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｏｆｔｈｅｋａｒｓｔｃａｖｅｂｙｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｅｔｕｎｎｅｌｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔａｓ ｔｈｅｋｅｙｉｔｅｍ ｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｏｎｋａｒｓｔｃａｖｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｒｏｃｋｏｆｋａｒｓｔｃａｖｅｉｓｇｉｖｅｎｂａｓｅｄｏｎＳａｄａｏｖｓｋｆｏｒｍｕｌａ；ａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｒｏｃｋｆａｌｌ ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒｕｌｅｏｆｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｃｒａｃｋｗｉｄｔｈａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｏｍｅｍａｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１） Ｔｈｅａｌｌｏｗａｂｌｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｇｉａｎｔｋａｒｓｔｃａｖｅｒｏｃｋｉｓ１ｃｍ／ｓ；ｒｏｃｋｆａｌｌｗｏｕｌｄｏｃｃｕｒｗｈｅｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｅｘｃｅｅｄｓ１ｃｍ／ｓ；ａｎｄｌａｒｇｅｖｏｌｕｍｅｒｏｃｋｆａｌｌｗｏｕｌｄｏｃｃｕｒｓｗｈｅｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｅｘｃｅｅｄｓ １５ｃｍ／ｓ．２）Ａｆｕｌｌｓｕｐｐｏｒｔｓｙｓｔｅｍｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｌｕｍｎ ＋Ｈｓｈａｐｅｄｓｔｅｅｌｂｅａｍｉｓｕｓｅｄｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ａｎｄｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｈａｓｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｔｕｎｎｅｌ；ｇｉａｎｔｄｒｙｋａｒｓｔｃａｖｅ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｂｌａｓｔｉｎｇｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙ
收稿日期：２０１７－０４－１９；修回日期：２０１７－１０－１６ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１７０４１７６、５１４７４２１８、５１４０４１０５）；国家自然科学基金优秀青年基金资助项目（５１６２２４０４）；山东建筑大学博 士基金资助项目（ＸＮＢＳ１４０３） 第一作者简介：王军（１９８５—），男，山东宁阳人，２０１４年毕业于中国矿业大学（北京），岩土工程专业，博士，讲师，主要从事地下工程支护理论及支护 加固技术研究工作。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｕｎ＠ｓｄｊｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。通讯作者：邱敬格，Ｅｍａｉｌ：ｊｉｎｇｇｅｑｉｕ＠１６３．ｃｏｍ。
隧道掘进爆破对某巨型干溶洞洞壁危岩体的扰动作用研究
王 军１，邱敬格１， ，杨 凡２，王清朋２，谭天乐２
（１．山东建筑大学土木工程学院，山东 济南 ２５０１０１；２．山东建大工程鉴定加固研究院，山东 济南 ２５０１０４）
摘要：为了分析隧道爆破振动引起的溶洞落石风险，以湖北新建高铁黔张常线路高山隧道揭露的巨型干溶洞为研究对象，首先对 溶洞进行无人机探测与三维激光扫描测绘，并以三维激光扫描仪监测分析溶洞稳定性，随后以引发溶洞落石频发的掘进爆破扰动 效应为重点研究内容，建立溶洞危岩体爆破振动监测系统，获得溶洞表面质点爆破振动速度。结合萨道夫斯基标准公式，给出溶洞 表面岩体的爆破振动速度计算公式，分析爆破扰动作用下溶洞落石规律及危岩体裂缝发展规律。主要结论如下：１）巨型溶洞表面 岩体允许的爆破振动速度为 １ｃｍ／ｓ，隧道掘进爆破引发的质点振动速度超过该值时溶洞就会出现落石，超过 １．５ｃｍ／ｓ时溶洞就会 出现多范围大体积落石；２）为保证溶洞作业期间的人员和设备安全，预防落石风险，采用钢管柱 ＋Ｈ型钢梁组成的满堂支架安全 防护体系支护溶洞，具有良好的支护效果。 关键词：高铁隧道；巨型干溶洞；变形监测；爆破监测；爆破振动速度 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－４４９８．２０１８．０１．００５ 中图分类号：Ｕ４５ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９６－４４９８（２０１８）０１－００ｃｅＥｆｆｅｃｔｏｆＴｕｎｎｅｌｉｎｇＢｌａｓｔｉｎｇｏｎ ＤａｎｇｅｒｏｕｓＲｏｃｋｏｆａＧｉａｎｔＤｒｙＫａｒｓｔＣａｖｅＷａｌｌ
ＷＡＮＧＪｕｎ１，ＱＩＵＪｉｎｇｇｅ１， ，ＹＡＮＧＦａｎ２，ＷＡＮＧＱｉｎｇｐｅｎｇ２，ＴＡＮＴｉａｎｌｅ２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｄａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｐｒａｉｓａｌａｎｄＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｊｉｎａｎ２５０１０４，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）