【摘要】：隨著對爆破效果要求的提高,傳統(tǒng)光面爆破法已不能滿足需要。因此,如何更好地控制隧道掘進過程中的超欠挖成為當前研究的一個方向。通過研究聚能水壓光面爆破技術對提高光面爆破效果、減少圍巖破壞、節(jié)省工程造價及提升作業(yè)環(huán)境均有重要的工程意義。為了研究大斷面隧道聚能水壓光面爆破的機理與效果,本文通過理論分析、數值模擬、現(xiàn)場試驗與現(xiàn)場檢測相結合的研究手段,分析了聚能管壁厚、切縫寬度,及其與炸藥耦合情況對巖石應力狀態(tài)的影響,以及有無聚能管情況下周邊眼的應力狀態(tài),并結合現(xiàn)場試驗與檢測分析了聚能水壓光面爆破的優(yōu)點。本文的主要工作和成果如下:1.通過建立單孔爆破幾何模型,當聚能管切縫寬度為4mm時,切縫口處炮孔壁應力最大,說明最優(yōu)切縫寬度為4mm;當聚能管壁厚為3mm時,切縫口處炮孔壁應力最大,說明最優(yōu)壁厚為3mm;當聚能管與炸藥耦合破巖效率高于聚能管與炸藥不耦合。2.基于雙孔無聚能管數值模擬以及雙孔有聚能管數值模擬,沒有聚能管的藥卷起爆后應力波以同心圓的形式均勻向外傳播;而套有聚能管的藥卷起爆后優(yōu)先從切縫處產生聚能射流到達炮孔表面,產生應力集中,為生成初始裂縫提供了先期必備條件。3.周邊眼相鄰炮孔同時起爆時,聚能爆破增強了炮孔連線處應力場的疊加作用,約為無聚能管爆破時的1.4倍,有利于炮孔間貫通裂縫的形成4.通過聚能水壓光面爆破的現(xiàn)場試驗研究,聚能水壓光面爆破時最大超挖量較前期傳統(tǒng)爆破超挖量減少25%;聚能水壓光面爆破的平均超挖面積較前期傳統(tǒng)爆破減少46.8%,聚能水壓光面爆破較傳統(tǒng)光面爆破掘進過程中每延米減少濕噴混凝土用量3.2m~3。5.由于水袋中水“水楔”效應和“水霧化”作用,爆破后空氣中的粉塵含量大大降低,保障了施工人員的身體健康,爆破后通風時間減少10min,減少了碎渣的大塊率,勞動率明顯提高。6.采用聚能水壓光面爆破后,單循環(huán)周邊眼數量減少10%,雷管消耗減少10%,炸藥消耗減少27%,較傳統(tǒng)光面爆破每延米合計節(jié)省1589元,每循環(huán)出渣減少12m~3,取得了良好的經濟效益。
【圖文】：

若孔間距適當，相鄰炮孔之間將被貫通，形成平整的巖石輪廓面[37]；套管聚能孔拉伸爆破法（圖1-2），其原理同套管切縫定向爆破法一致，只是將套管上的切縫以聚能孔的方式來代替[38]。圖 1-1 巖石定向控制爆破示意圖1. 藥卷 2.套管 3.水 4.反射體 5.襯套 6.襯套切槽 7.藥卷切口 8.套管 9.切縫

州市某隧道工程為背景，采用數值模擬軟件對聚能爆能管參數進行優(yōu)化，并通過現(xiàn)場試驗與檢測對光面爆它隧道采用聚能水壓光面爆破開挖控制超欠挖提供參值模擬分析軟件 ANSYS/LS-DYNA，對單孔聚能爆破壁厚、不同切縫寬度以及聚能管是否與炸藥耦合優(yōu)化值模擬分析軟件 ANSYS/LS-DYNA，對雙孔無聚能管模擬，，研究聚能爆破的機理以及聚能爆破對隧道周邊影響；能水壓光面爆破現(xiàn)場試驗并采用隧道三維激光斷面檢對比同一圍巖情況下采用傳統(tǒng)光面爆破技術和聚能水果，找出聚能水壓爆破的優(yōu)勢。圖如圖 1-4 所示。
【學位授予單位】：浙江科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U455.6

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本文編號：2656918