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隧道与地下工程灾害防治
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超大断面扁平结构隧道矿山法超欠挖优化控制研究
田瑞端1,莫冠旺2,3,李响2,3
(1. 上海隧道工程有限公司,上海 200032;
2. 中山大学土木工程学院,广东 珠海 519082;
3. 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,广东 广州 510275)
Optimization on the over/under-excavation of flat and super-large cross-section tunnel with drill and blast method
TIAN Ruiduan1,MO Guanwang2,3,LI Xiang2,3
(1. Shanghai Tunnel Engineering Co., Ltd., Shanghai 200032, China; 
2.School of Civil Engineering, Sun Yat-Sen University, Zhuhai 519082, Guangdong, China;
3.State Key Laboratory for Tunnel Engineering, Guangzhou 510275, Guangdong, China)
下载:  PDF (3972KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为了对超大断面扁平结构隧道矿山法开挖过程中存在的超欠挖现象进行优化控制,以某公路隧道为例,分别对隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩段建立数值模型,再现隧道断面爆破过程,利用现场实测数据对数值模型进行验证,并根据计算结果分析不同爆破方案中爆破损伤云图、爆破轮廓线、最大超欠挖距离、平均超欠挖距离、超挖面积的变化规律,讨论不同周边孔孔距、掏槽孔孔距以及各炮孔装药量对隧道爆破开挖超欠挖的影响,并在此基础上对爆破方案进行优化。数值模拟结果结合现场实测数据,最终得出有效减小爆破超挖现象的最优施工方案为:Ⅲ级围岩调整周边孔孔距为1 m,Ⅳ级围岩调整周边孔孔距为0.8 m。该研究成果对超大断面扁平结构隧道的爆破超欠挖控制及爆破施工方案的优化设计具有较高参考价值和指导意义。
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田瑞端
莫冠旺
李响
关键词:  超大断面  扁平结构  光面爆破  超欠挖控制  数值模拟    
Abstract: To optimize and control the over/under-excavation phenomena observed in the excavation of flat and super-large cross-section tunnels using the drill and blast method. A highway tunnel served as a case study, where numerical models for tunnel sections with Grade III and IV surrounding rock were established. The blasting process of the tunnel cross-section was replicated, and field-measured data were utilized to validate the numerical models. Analyses were performed on the variations in blast damage nephograms, blast profiles, maximum and average over/under-excavation distances, and over-excavation areas across different blasting schemes. These analyses quantified the impact of varying peripheral and cut hole spacings, as well as the charge quantities in blast holes, on the over/under-excavation during tunnel blasting. Subsequent to these analyses, the blasting schemes were optimized. By integrating numerical simulation outcomes with field-measured data, an optimal construction scheme was deduced that effectively minimizes over-excavation: the peripheral hole spacing was adjusted to 1 m for Grade III surrounding rock and to 0.8 m for Grade IV. The findings of this research offered significant reference value and guidance for the control of over/under-excavation and the optimization of blasting schemes in flat and super-large cross-section tunnels.
Key words:  super-large cross-section    flat structure    smooth blasting    over/under-excavation control    numerical simulation
收稿日期:  2024-04-22      修回日期:  2024-05-30      发布日期:  2024-06-14     
中图分类号:  U455.4  
基金资助: 国家自然科学基金面上资助项目(52274106);上海隧道工程有限公司专项研究科研资助项目(2022-sk-19)
通讯作者:  莫冠旺(2001—),男,广东茂名人,硕士研究生,主要研究方向为基础设施运维。    E-mail:  mogw@mail2.sysu.edu.cn
作者简介:  田瑞端(1985—),男, 辽宁营口人,高级工程师,硕士,主要研究方向为隧道工程。Email:tianrd0517@163.com
引用本文:    
田瑞端, 莫冠旺, 李响. 超大断面扁平结构隧道矿山法超欠挖优化控制研究[J]. 隧道与地下工程灾害防治, .
TIAN Ruiduan, MO Guanwang, LI Xiang. Optimization on the over/under-excavation of flat and super-large cross-section tunnel with drill and blast method. Hazard Control in Tunnelling and Underground Engineering, 0, (): 1-.
链接本文:  
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