CN111502673A - 基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，包括以下步骤：S1：建立大跨度段和大跨度段连通的分通道模型；S2：在大跨度段模型的掌子面处建立坐标系；S3：将掌子面分为多个段别，在各段别设置多个炮点；S4：得出各段别以及各炮点处的爆破峰值荷载；S5：在各炮点处施加爆破动荷载；S6：得出分通道模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线；S7：将分通道模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线与实际安全阈值比较，若合速度值在安全阈值范围内，则进行实体施工；若合速度值不在安全阈值范围内，则调整段别以及各炮点的位置和数量后再进行实体施工。具有操作简单方便、可提高施工安全性、能提高整体施工效率的优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及小间距洞室群的爆破技术，尤其涉及一种基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法。
背景技术
八达岭长城站位于新八达岭隧道内，车站总长470m，车站地下建筑面积3.6万平米，轨面埋深102m，旅客提升高度62m，是目前国内埋深及提升高度最大的高速铁路地下站；车站层次多、洞室数量大、洞型复杂是目前国内最复杂的暗挖洞群车站。车站地下结构三层，分别为站台层、进站通道层、出站通道层及设备洞室，其中站台层三洞分离标隧道段水平间距为最2.23～6m；站台层与进出站通道层竖向间距为4.55m；进出站楼扶梯通道净距为4.14～3.78m。
隧道爆破中，为控制爆破振动影响，雷管按不同延迟时间分段别进行起爆，每个段别同时起爆多个炮眼。目前在爆破模拟时，或将同时起爆的多个炮眼按集中爆破进行近似，或对周边孔爆破计算等效荷载施加在炮孔联心线上，但都没有真正考虑每个炮孔中爆破荷载分段别起爆时的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单方便、可提高施工安全性、能提高整体施工效率的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，所述小间距洞室群包括两端的隧道段和中间的三洞分离段，三洞分离段与相应端的隧道段之间连接有大跨度段；所述施工方法包括以下步骤：
S1：建立大跨度段和大跨度段连通的分通道模型；
S2：在大跨度段模型的掌子面处建立坐标系；
S3：将掌子面分为多个段别，在各段别设置多个炮点；
S4：根据模拟得出各段别以及隧道轮廓面各炮点处的爆破峰值荷载；
S5：按照三角波型爆破荷载加载和卸载方式，在隧道轮廓面上的各个各炮点处施加随时间变化的爆破动荷载；
S6：根据数值模拟计算得出分通道模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线；
S7：将分通道模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线与实际安全阈值比较，若分通道的拱腰和拱脚的模拟合速度值在安全阈值范围内，则按照模型的段别和炮点进行划分并进行实体施工；若分通道的拱腰和拱脚的模拟合速度值不在安全阈值范围内，则调整段别以及各炮点的位置和数量，使调整后的模拟合速度值在安全阈值范围内并按照调整后段别和炮点进行实体施工。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤S1中，先开挖分通道再开挖大跨度段。
在步骤S1中，先开挖分通道后对分通道进行混凝土喷射。
在步骤S1中，开挖大跨度段时，从两端向中间开挖。
在步骤S1中，开挖大跨度段后对大跨度段进行混凝土喷射。
在步骤S1中，开挖大跨度段后对大跨度段进行锚杆及锚索和钢支撑施作。
在大跨度段开挖至剩下5-7m时再进行施加随时间变化的爆破动荷载。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，该方法通过爆破模拟调整段别以及各炮点的位置和数量，使调整后的模拟合速度值在安全阈值范围内，再按照调整后段别和炮点进行实体施工。真实模拟了每个炮孔中爆破荷载分段别起爆时的影响，其操作简单方便，提高了实体施工的安全性，提高了整体施工效率。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
图2是本发明小间距洞室的结构示意图。
图3是本发明中分通道拱腰合速度模拟结果。
图4是本发明中分通道拱腰合速度实测结果。
图5是本发明中分通道拱脚合速度模拟结果。
图6是本发明中分通道拱脚合速度实测结果。
图中各标号表示：
1、隧道段；2、三洞分离段；3、大跨度段；4、分通道。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1至图6示出了本发明基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法的一种实施例，小间距洞室群包括两端的隧道段1和中间的三洞分离段2，三洞分离段2与相应端的隧道段1之间连接有大跨度段3；施工方法包括以下步骤：
S1：建立大跨度段3和大跨度段3连通的分通道4模型；
S2：在大跨度段3模型的掌子面处建立坐标系；
S3：将掌子面分为多个段别，在各段别设置多个炮点；
S4：根据模拟得出各段别以及隧道轮廓面各炮点处的爆破峰值荷载；
S5：按照三角波型爆破荷载加载和卸载方式，在隧道轮廓面上的各个各炮点处施加随时间变化的爆破动荷载；
S6：根据数值模拟计算得出分通道4模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线；
S7：将分通道4模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线与实际安全阈值比较，若分通道4的拱腰和拱脚的模拟合速度值在安全阈值范围内，则按照模型的段别和炮点进行划分并进行实体施工；若分通道4的拱腰和拱脚的模拟合速度值不在安全阈值范围内，则调整段别以及各炮点的位置和数量，使调整后的模拟合速度值在安全阈值范围内并按照调整后段别和炮点进行实体施工。
采用该方法，通过爆破模拟调整段别以及各炮点的位置和数量，使调整后的模拟合速度值在安全阈值范围内，再按照调整后段别和炮点进行实体施工。真实模拟了每个炮孔中爆破荷载分段别起爆时的影响，其操作简单方便，提高了实体施工的安全性，提高了整体施工效率。
本实施例中，在步骤S1中，先开挖分通道4再开挖大跨度段3。通过先开挖分通道4再开挖大跨度段3能更准确的模拟大跨度段3每个炮孔中爆破荷载分段别起爆时的影响。
本实施例中，在步骤S1中，先开挖分通道4后对分通道4进行混凝土喷射。这样设置能更好的保护分通道4结构。
本实施例中，在步骤S1中，开挖大跨度段3时，从两端向中间开挖。其操作方便，节约了工期。
本实施例中，在步骤S1中，开挖大跨度段3后对大跨度段3进行混凝土喷射。这样设置能更好的保护大跨度段3结构。
本实施例中，在步骤S1中，开挖大跨度段3后对大跨度段3进行锚杆及锚索和钢支撑施作。通过行锚杆及锚索和钢支撑施作进一步提高了已开挖段的强度。
本实施例中，在大跨度段3开挖至剩下5-7m时再进行后续步骤。具体的为开挖至剩下6m时再施加随时间变化的爆破动荷载。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于，所述小间距洞室群包括两端的隧道段(1)和中间的三洞分离段(2)，三洞分离段(2)与相应端的隧道段(1)之间连接有大跨度段(3)；所述施工方法包括以下步骤：
S1：建立大跨度段(3)和大跨度段(3)连通的分通道(4)模型；
S2：在大跨度段(3)模型的掌子面处建立坐标系；
S3：将掌子面分为多个段别，在各段别设置多个炮点；
S4：根据模拟得出各段别以及隧道轮廓面各炮点处的爆破峰值荷载；
S5：按照三角波型爆破荷载加载和卸载方式，在隧道轮廓面上的各个各炮点处施加随时间变化的爆破动荷载；
S6：根据数值模拟计算得出分通道(4)模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线；
S7：将分通道(4)模型的拱腰和拱脚的振速时程曲线与实际安全阈值比较，若分通道(4)的拱腰和拱脚的模拟合速度值在安全阈值范围内，则按照模型的段别和炮点进行划分并进行实体施工；若分通道(4)的拱腰和拱脚的模拟合速度值不在安全阈值范围内，则调整段别以及各炮点的位置和数量，使调整后的模拟合速度值在安全阈值范围内并按照调整后段别和炮点进行实体施工。
2.根据权利要求1所述的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于：在步骤S1中，先开挖分通道(4)再开挖大跨度段(3)。
3.根据权利要求2所述的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于：在步骤S1中，先开挖分通道(4)后对分通道(4)进行混凝土喷射。
4.根据权利要求3所述的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于：在步骤S1中，开挖大跨度段(3)时，从两端向中间开挖。
5.根据权利要求4所述的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于：在步骤S1中，开挖大跨度段(3)后对大跨度段(3)进行混凝土喷射。
6.根据权利要求5所述的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于：在步骤S1中，开挖大跨度段(3)后对大跨度段(3)进行锚杆及锚索和钢支撑施作。
7.根据权利要求6所述的基于小间距洞室群大跨度段的爆破施工方法，其特征在于：在大跨度段(3)开挖至剩下5-7m时再进行施加随时间变化的爆破动荷载。
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| CN107505043A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-22 | 福州大学 | 一种地下水封洞库围岩爆破损伤程度评价方法 |
| CN109470101A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-15 | 中国地质大学（武汉） | 基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法 |
| CN110006335A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-12 | 中铁五局集团第四工程有限责任公司 | 一种适用于在建隧道的近区隧道爆破振动动应变测试方法 |
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| 杨建群等: "水平层状岩体隧道爆破施工对临近隧道影响的DLSM模拟分析", 《江西理工大学学报》 * |
| 肖承倚: "八达岭长城站三洞分离小间距隧道施工技术", 《企业技术开发》 * |
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