小斷面水工隧道成洞質(zhì)量影響及其控制研究.pdf

1、引水隧道多為淺埋深小斷面隧道，所處地層地質(zhì)條件相對復(fù)雜，隧道圍巖巖性較差，成洞質(zhì)量很難達(dá)到理想效果。因此，開展小斷面水工隧道成洞質(zhì)量及其控制研究意義重大。
　　論文通過理論分析、模型試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)研究以及數(shù)值模擬分析，開展了小斷面隧道成洞質(zhì)量與圍巖穩(wěn)定性影響因素分析、弱擾動(dòng)裝藥模型爆破試驗(yàn)研究、弱擾動(dòng)裝藥控制爆破技術(shù)現(xiàn)場試驗(yàn)與應(yīng)用研究以及成洞質(zhì)量差異條件下的小斷面隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖力學(xué)性狀對比分析。提出了基于弱擾動(dòng)復(fù)合裝藥結(jié)構(gòu)的弱

2、擾動(dòng)控制爆破技術(shù)基本架構(gòu)，有效控制了小斷面水工隧道成洞質(zhì)量。主要研究成果如下：
　　（1）通過隧道成洞質(zhì)量影響因素分析得出，合理的隧道開挖控制爆破技術(shù)是小斷面隧道良好成洞質(zhì)量的關(guān)鍵，良好的成洞質(zhì)量可以改善圍巖條件、保證圍巖穩(wěn)定，進(jìn)而控制圍巖擾動(dòng)區(qū)、塑性區(qū)半徑。同時(shí)，隧道支護(hù)參數(shù)尤其是初支參數(shù)應(yīng)充分結(jié)合隧道埋深進(jìn)行選取確定，結(jié)合不同埋深，考慮有利于適當(dāng)控制圍巖強(qiáng)度參數(shù)的支護(hù)參數(shù)，以有效控制圍巖塑性區(qū)半徑。
　?。?）基于爆轟波

3、傳播方向性影響理論和試件爆破破碎試驗(yàn)，在復(fù)合裝藥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究提出了弱擾動(dòng)復(fù)合裝藥結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步驗(yàn)證了炸藥爆轟波傳播方向性對爆破破碎方向性的影響。同時(shí)，其明顯的單側(cè)效應(yīng)說明了弱擾動(dòng)復(fù)合裝藥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在控制與減少爆破對圍巖擾動(dòng)影響等方面更為有利。
　　（3）通過現(xiàn)場應(yīng)用試驗(yàn)和對比試驗(yàn)研究表明，弱擾動(dòng)裝藥控制爆破技術(shù)在較差巖性圍巖也能達(dá)到較為理想的光面爆破效果，相對常規(guī)爆破而言，其在輪廓成形方面更加優(yōu)越，控制和減少超挖、欠挖以及爆

4、破對圍巖損傷與擾動(dòng)方面效果明顯，是保證良好成洞質(zhì)量、值得推薦的一種隧道開挖控制爆破技術(shù)。
　?。?）通過建立強(qiáng)、弱參數(shù)擾動(dòng)層條件下的小斷面隧道開挖模型，對比分析隧道初襯結(jié)構(gòu)與圍巖力學(xué)性狀，進(jìn)一步說明采用弱擾動(dòng)裝藥控制爆破開挖所形成的良好成洞質(zhì)量，可有效控制圍巖尤其是擾動(dòng)層圍巖位移、應(yīng)力以及塑性區(qū)分布。同時(shí)得出，隧道圍巖擾動(dòng)層巖石強(qiáng)度參數(shù)的提高，隧道周邊圍巖與初襯結(jié)構(gòu)位移沉降、應(yīng)力幅值以及塑性區(qū)能夠得到有效控制，且對于該類淺埋水工隧