爆破施工对地下洞室群的影响研究

摘要

针对大断面地下洞室边墙新建隧道爆破施工对邻近地下洞室群安全稳定性影响，以宁波至杭州湾新区引水工程为背景，在亭下隧道取一断面对溪下隧道爆破开挖进行振动监测，得到了该断面围岩振动速度分布规律；运用LS-DYNA软件建立地下洞室群有限元模型对掏槽孔爆破过程进行数值模拟，得到爆破振动作用下邻近洞室振动速度、应力分布规律，并从动载作用来分析评价地下洞室群的安全稳定性。计算结果表明：现场测试结果与计算结果吻合较好，振速分布规律与实测振速分布规律相近；采用振动速度作为爆破振动安全判据是可行的；邻近洞室迎爆侧直墙爆源近区是振动速度与拉应力最大的区域，容易发生拉伸破坏；地下洞室迎爆侧边墙振动速度分布规律与最大主应力分布规律相似；结合岩石抗拉强度准则对最大主应力与振动速度数据进行拟合，提出以峰值振动速度为判断指标的安全判据；当振动速度超过临界值45.82cm/s时，应及时采取措施并加强防护。研究成果可为类似工程条件下隧道爆破施工与振动控制提供参考。

关键词

邻近洞室 / 爆破振动测试 / 安全判据 / 数值分析 / 地下洞室群

基金资助

国家自然科学基金(41672260)