發(fā)布時(shí)間：2020-07-17 20:19

【摘要】：受到地域和地形特點(diǎn)的約束,當(dāng)隧道施工下穿高壓輸電鐵塔時(shí),塔基容易發(fā)生不均勻沉降而導(dǎo)致鐵塔傾斜或倒塌事故,直接影響到輸電線路的運(yùn)行,給國家財(cái)產(chǎn)和人身安全帶來威脅。目前,國內(nèi)外學(xué)者在隧道施工對上覆高壓鐵塔的影響研究工作主要側(cè)重在靜力分析方面的研究,而對于爆破動(dòng)力分析研究的內(nèi)容略少。以樂廣高速某隧道下穿高壓鐵塔為背景,通過現(xiàn)場監(jiān)測與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對上覆高壓鐵塔進(jìn)行研究,獲取爆破振動(dòng)波對高壓鐵塔塔基的振動(dòng)規(guī)律,并詳細(xì)研究了隧道爆破中圍巖級別、埋深、斷面等影響因素對上覆高壓鐵塔塔基的影響,研究主要成果如下:1.通過現(xiàn)場實(shí)測隧道爆破下高壓鐵塔塔基的爆破振速,對實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析和處理,得到了高壓鐵塔塔基峰值振速變化規(guī)律:隨著爆心距的增大,高壓鐵塔的X向、Y向、Z向振動(dòng)速度越來越小;在水平爆心距為20m時(shí),塔基振動(dòng)速度衰減較快。為了降低爆破對高壓鐵塔的影響,提出了爆破減震控制措施和加固塔基的方法。2.使用Midas建立隧道-鐵塔的三維數(shù)值模型,模擬了7種不同爆心距隧道爆破對高壓鐵塔的動(dòng)力響應(yīng),得到了塔基的振動(dòng)速度、塔基及地表的沉降等變化規(guī)律。塔基的三向振速均隨著爆心水平距的增加而減小。在爆心距0m時(shí)塔基D點(diǎn)的Z向振動(dòng)速度為2.588cm/s,超出了工程允許的最大振動(dòng)速度2.5cm/s,可能會(huì)對鐵塔造成影響。為了確保鐵塔的振動(dòng)安全可以采用50m作為分界線來調(diào)整爆破方案降低風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測振速較相符,振速變化規(guī)律基本一致。3.隧道爆破施工對各塔基位移影響均很小。塔基B點(diǎn)和D點(diǎn)的沉降位移大于塔基A點(diǎn)和C點(diǎn),鐵塔沉降差僅為0.1mm左右,鐵塔向隧道左線傾斜角度僅為0.84°,根據(jù)規(guī)范《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94—2008),鐵塔沉降位移和傾斜均在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),鐵塔處于安全狀態(tài)。4.圍巖相同情況下,塔基豎向和水平振速均隨埋深的增大而減小;埋深相同的情況下,軟巖上塔基的振速要大于在硬巖上的塔基振速;單一巖性上的塔基振速要大于多種巖性交錯(cuò)情況的塔基振速。隧道爆破開挖地表振速規(guī)律和地表沉降位移規(guī)律均呈現(xiàn)單峰形式,距離爆源越近地表振速越大,對地表影響越大。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.6
【圖文】：

.1 問題的提出和研究意義隨著國家經(jīng)濟(jì)和交通行業(yè)的全速發(fā)展，交通基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施逐漸被完善和優(yōu)化，并取了喜人的業(yè)績，如創(chuàng)造了很多像港珠澳跨海大橋、京津冀 南水北調(diào) 、絲綢之路復(fù)興劃工程等超級工程。標(biāo)有中國制造的高速公路、橋梁、隧道、高鐵以及地鐵工程一次地以優(yōu)異成績展現(xiàn)在世界人民的面前，同時(shí)也展現(xiàn)出了我國的綜合國力的不斷提升。據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2016年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[1-2]了解到截至2016年底，國公路隧道總數(shù)量已達(dá) 15181 座，總長度為 14039.7km，已經(jīng)成為世界上公路隧道最的國家，且總長度居世界第一。1998-2016 年的中國公路隧道數(shù)量和長度的統(tǒng)計(jì)圖如 1.1 所示。由圖可知，在 2008 年后隧道的數(shù)量里程呈顯著上升趨勢。隧道工程具有大降低行車距離、提高行車效率等優(yōu)點(diǎn)，合理地加大了空間利用率，在交通運(yùn)輸行業(yè)中任著至關(guān)重要的角色，同時(shí)也給人們?nèi)粘Ｉ罱煌◣砹吮憷?

從而影響了建筑物的安全，輕則建筑物整體沉降，重則建筑物傾從總體影響來看，隧道鉆爆法施工對地表建筑物的安全影響主要有爆破波振巖應(yīng)力重分布使建筑物受力重分布影響兩方面。由于高壓輸電鐵塔屬于空間高聳建筑物，對爆破振動(dòng)波敏感，隧道下穿高壓輸電鐵塔爆破施工時(shí)，爆破使土體產(chǎn)生松動(dòng)，改變鐵塔的受力狀態(tài)，易導(dǎo)致鐵塔塔基發(fā)生不均勻沉降，致鐵塔傾斜或倒塌，直接影響到輸電線路的運(yùn)行，給國家財(cái)產(chǎn)和人身安全帶圖 1.3 展示了高壓輸電鐵塔的傾斜和倒塌的現(xiàn)場事故圖。淺埋隧道下穿高壓破施工風(fēng)險(xiǎn)很高，因此高壓輸電鐵塔在爆破振動(dòng)作用下的安全問題必須引起和關(guān)注。目前，國內(nèi)外學(xué)者對于隧道施工對上覆高壓輸電鐵塔的影響研究工在靜力方面的分析研究，而對于爆破動(dòng)力分析研究的內(nèi)容相對較少。上所述，研究高壓輸電鐵塔在爆破振動(dòng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性具有重要的現(xiàn)，不僅可以為爆破施工對上覆的高壓輸電鐵塔振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律提供研究依據(jù)，大限度地降低工程爆破的施工風(fēng)險(xiǎn)。

圖 1.3 展示了高壓輸電鐵塔的傾斜和倒塌的現(xiàn)場事故圖。淺埋隧道下穿高壓輸破施工風(fēng)險(xiǎn)很高，因此高壓輸電鐵塔在爆破振動(dòng)作用下的安全問題必須引起足和關(guān)注。目前，國內(nèi)外學(xué)者對于隧道施工對上覆高壓輸電鐵塔的影響研究工作在靜力方面的分析研究，而對于爆破動(dòng)力分析研究的內(nèi)容相對較少。上所述，研究高壓輸電鐵塔在爆破振動(dòng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性具有重要的現(xiàn)實(shí)，不僅可以為爆破施工對上覆的高壓輸電鐵塔振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律提供研究依據(jù)，而大限度地降低工程爆破的施工風(fēng)險(xiǎn)。圖 1.2 隧道爆破圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2759893