隧道掘进爆破对某巨型干溶洞洞壁危岩体的扰动作用研究
新建京张高铁八达岭隧道长城站爆破开挖微损伤及关键技术研究
新建京张高铁八达岭隧道长城站爆破开挖微损伤及降振技术研究中国矿业大学（北京）中铁五局集团有限公司北京中大爆破工程有限公司二零一九•北京目录第一部分绪论 (1)第一章工程概况 (1)1.1 项目简介 (1)1.2 工程地质 (3)1.3 工程难点 (4)第二章研究内容与研究思路 (7)2.1研究内容 (7)2.2研究思路 (8)第二部分隧道围岩爆破损伤研究 (11)第一章隧道围岩爆破损伤的测试分析 (11)1.1损伤研究的意义 (11)1.2 岩体损伤声学判定 (12)1.3 岩体爆破损伤现场测试 (13)1.4监测结果与分析 (21)第二章岩体力学模型与参数的确定 (32)2.1 Hoek-Brown强度准则的修正 (32)2.2 花岗岩岩石物理力学参数 (36)2.3 花岗岩岩体强度参数确定 (41)2.4 花岗岩岩体RHT模型参数研究 (46)第三章毫秒延期爆破围岩累积损伤数值模拟研究 (57)3.1 数值计算模型 (57)3.2 毫秒延期爆破围岩累积损伤特性 (62)3.3 小净距隧道围岩累积损伤数值模拟 (68)第三部分隧道爆破地表振动研究 (76)第一章敏感地带地表振动监测方案 (76)1.1 振动测试系统 (76)1.2 地表振动测点布置 (77)第二章地表爆破监测数据分析 (78)2.1 测试波形分析 (78)2.2 振动速度峰值参数统计分析 (79)2.3 主振频率及主振频带统计分析 (88)2.4 低频带能量统计分析 (94)第三章地表振动速度影响因素分析 (104)3.1 灰色关联理论分析方法 (104)3.2 振动速度影响因素的灰色关联分析 (109)3.3 地表振动速度预测方法 (110)第四章爆破振动控制技术 (114)4.1隧道爆破降振控制 (115)4.2 降振效果对比分析 (123)第四部分研究结论 (127)第一部分绪论第一章工程概况1.1 项目简介新建北京至张家口铁路位于北京市西北、河北省北部，起自北京北站，经北京市海淀区、昌平区、延庆县，跨官厅水库，河北省怀来县、下花园区、宣化区，西迄张家口南站。
铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施
特别策划·铁路安全铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施贾跃军1，沈鹍2，王东妍2（1.中国铁路上海局集团有限公司宁波工务段，浙江宁波315012；2.中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所，北京100081）摘要：危岩落石是山区常见的地质灾害之一，对铁路运营安全造成威胁。
以某铁路隧道洞口边坡危岩落石为研究对象，通过现场勘察对危岩体的分布特征、类别、结构面等信息进行相关的获取、测量工作，在此基础上对落石的优势路径进行预测，利用数值模拟对研究区内不同区域的危岩落石运动特性进行分析研究，并针对性地提出“分区治理、分级防护”的综合治理整治措施，为类似工程的设计思路和治理措施提供指导和建设性借鉴。
关键词：铁路安全；铁路隧道；隧道洞口；危岩落石；高陡边坡；整治措施中图分类号：U458.3 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2023）09-0009-09 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.05.30.0060 引言随着我国高速铁路事业的发展，逐渐由平原地区向地形复杂的高边坡山区修建，山区存在的崩塌落石现象随时威胁着铁路安全［1］。
危岩落石已成为威胁我国铁路安全的主要地质灾害之一［2］。
因此，对山区高边坡危岩体的稳定性及运动特征进行研究很有必要。
针对危岩落石灾害问题，国内外诸多学者对此进行了大量研究。
杨少军等［3］结合危岩落石的运动规律，对桥梁工程防治危岩落石设计标准制定的关键技术问题进行探讨；吴红刚等［4］基于模型试验，对不同结构面及不同形态的危岩体进行碰撞试验，研究落石结构面对坡面冲击的不同作用影响；何思明等［5-6］针对崩塌滚石灾害的力学机理及落石在坡面上的运动特性进行研究，揭示落石在坡面上的回弹规律，并提出一些防治关键技术；Spadari等［7］对澳大利亚新南威尔士的滚石开展原位坡面试验，研究滚石在坡面上的运动特性；Buzzi等［8］基于室内试验对落石在边坡上的回弹恢复系数进行研究；Asteriou等［9］研究了地质条件和运动参数对落石恢复系数的影响。
第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
（2）台阶开挖法
将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成 型；或采用上弧形导坑超前开挖和中核开挖及下部开挖 （即台阶分部开挖法）。
台阶开挖法特点：
（1）有利于开挖面的稳定，尤其是上部开挖支护后，下部 断面作业就较为安全；
（2）具有较大的工作空间和较快的施工速度，但上下部作 业有相互干扰影响；
（4）在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体 系的作用，保证隧道的稳定；
（5）二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修 筑的，围岩与支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安 全度；
（6）尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中； （7）通过施工中对围岩和支护结构的动态观察、量测，合理安排施
爆破附加知识：
• 地基加固 • 核武器当量 • 广岛原子弹
爆破作用指数
• 爆破作用指数（英译：index of blasting action），它是爆破漏斗半径r和最小抵抗 线W的比值，以n表示，可以用下式表示：
•
n=r/w
• 自由面——被爆破的岩石与空气接触的面 叫做自由面，又叫临空面。自由面在工程 爆破中起着非常重要的作用，有了自由面 ，爆破后的岩石才能向这个面破坏和移动 。在工程爆破中为了控制爆破作用人们常 常在爆破附近人为地创造自由面。在长期 爆破实践中人们总结下一条简单的经验， 即自由面多，爆破效果好。
锚杆
• 锚杆，英文“Bolt”；“bolting（准确称 谓）”；“anchor（早期称谓）”是当代 煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分， 他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身 支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用 于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行 主体加固。
新奥法施工程序流程:
第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
全断面开挖法优点：
（1）开挖一次成形，对围岩振动少，有利于围岩稳定； （2）施工工序少，相互干扰小，便于施工组织与施工管理；
（3）开挖断面大，钻爆施工效率较高，可以采用深孔爆破的 方法，掘进速度快；劳动生产率高，施工速度快，质量好； （4）作业空间大，有条件充分使用大型施工机械设备，改善 劳动条件，减轻工人劳动强度。
分部开挖法优缺点：
（1）分部开挖减小了每个坑道的跨度，有利于增强坑道围 岩的相对稳定性，易于进行局部支护。因此，它主要适用 于软弱破碎围岩或设计断面较大的隧道施工。 （2）采用导坑超前开挖，有利于提前探明地质情况，便于 及时处理或变更施工手段等。 （3）其缺点是分部开挖法作业面较多，各工序相互干扰较 大，增大施工组织和管理难度。分部钻爆掘进，增加了对 围岩的扰动次数，不利于围岩的稳定。若采用的导坑断面 过小，则会使施工速度减慢面影响总工期等。
三、隧道开挖施工方法 （一）隧道开挖方式
隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定的重要因 素之一，因此，在选择开挖方法时，应对隧道断面大 小及形状、围岩的工程地质条件、支护条件、工期要 求、工区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进 行综合分析，采用适当的开挖方式和方法。
按开挖隧道的横断面分部情形可分为：
二、岩体隧道施工方法 （一）矿山法
它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后， 逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久 性支护的施工方法。
矿山法施工的“十二字原则”
（1）少扰动； （2）早支撑； （3）慎撤换； （4）快衬砌。
预备知识：岩体应力圈
• 岩爆，是一种岩体中聚积的弹性变形势能 在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石 爆裂并弹射出来的现象。一般情况下发生 在围岩级别为I类围岩中。
白须公1#隧道特大型溶洞处理研究
混凝土采用垂直导管法进行灌注，下 料顺利，C25混凝土为搅拌站拌，罐车 运输，管理处及项目部实验人员随时对 混凝土进行质量控制，根据灌注情况随 时调节混凝土性能，较好的满足了施工 需要。现场由专业工程师控制灌注进度 和振捣效果，保证成桩质量，但由于增 设护壁，扩大了桩径，混凝土方量超方 率达到25%以上。浇筑结束时要确保桩 基嵌入承台10～15cm。
在以往施工中，溶洞处理主要有以下两 种方式： 一、溶洞和裂隙堵填: 1、对已停止发育，径跨较小且无水的溶洞， 根据其与隧道相交的位置采用混凝土、浆砌 片石或干砌片石予以回填封堵。 2、拱部以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程 度采用喷锚支护加固或加设护拱及拱顶回填 的办法处理。破碎程度较严重的夹粘土充填， 采用劈裂注浆固结技术或长大管棚支护法施 工。
支撑墙作用有二：一是用来控制溶 洞的横向跨度不再扩大；二是浇注支撑 墙的同时，拱顶原有空隙部分用C25混 凝土进行充填，消除支护与围岩之间的 空隙，避免新建隧道洞顶出现空洞和偏 压。 K2178+140处为避免隧道开挖对溶 洞洞壁扰动造成塌方，在隧道右侧紧贴 溶洞洞壁构建一道岩壁混凝土挡土墙， 墙身长约10m，厚2m，高度至溶洞顶部。
第五部分
结束语
白须公1#隧道意外发现溶洞，结构复杂、处理 困难、工程量巨大。上部20多米高一定范围溶洞顶 要清理危石、锚喷加固，下部洞底由松软粘土及孤 石充填且总厚达20余米，采用桩基承台基础上修建 钢筋混凝土支撑墙，采用“先支护，后开挖；短开 挖，弱爆破；少扰动，强支护；紧封闭，勤量 测”24字施工指导原则，取得了扩挖隧道的完满成 功的经验，使大溶洞围岩变形得到有效控制，保证 大溶洞稳定，施工得到顺利安全进行。采用的施工 方案和技术措施可以借鉴。
一、溶洞顶部及侧壁处理
211212120_下穿重要结构物浅埋隧道爆破掘进振动控制技术研究
Value Engineering1工程概况及施工技术难点新建铁路湖州至杭州西至杭黄铁路连接线工程鹿山隧道位于浙江省杭州市富阳境内，为铁路单线隧道，隧道起讫里程DK107+471~DK113+076.03，全长5605.03m 。
隧道进口洞口地表为第四系残坡积粉质黏土，下伏为全~强风化粉砂岩、泥质粉砂岩、石英砂岩，岩石中等风化，为Ⅴ级围岩。
进口段埋深较浅，隧道进口端附近，垂直于隧道DK107+536处地面上左侧为高压（110kV 高压）输电铁塔（位置关系如图1所示），铁路塔采用钢筋混凝土矩形分离式基础，基础尺寸为0.8×0.8×5.0m ，该处隧道埋深为17.1m ，铁塔边缘与隧道边缘的水平垂直距离为14.6m ，则计算得隧道开挖边缘线距铁塔最近为22.5m 。
洞身岩石为中-弱风化的石英砂岩，为Ⅳ级围岩，整体性较好。
铁塔距离隧道非常近，因该段隧道围岩为中-弱风化的石英砂岩，围岩较为完整且坚硬，需采取爆破法开挖掘进。
因当地生产企业密集，如果因爆破振动危及铁塔，并导致停电，不仅造成极大经济损失，也带来极大的社会不良影响。
故在隧道掘进时如何控制爆破振动的危害，确保铁塔的安全稳固是本隧道施工的技术难题。
在进行方案制定时，考虑采用铣挖机进行该段（长度约为60m ）的无振动开挖，但经评估，铣挖机施工工期过长，无法满足工期要求。
故决定还是采用爆破法掘进，该段爆破开挖前，进行振动控制的技术研究及攻关，以确保铁塔安全。
2爆破地震效应产生的原因及影响因素分析2.1爆破地震效应产生的原因炸药被引爆后，炸药剧烈的化学反应产生的高压气体和振动冲击波作用于岩体上，使岩石产生破碎及发生裂缝。
破碎岩石的作用消耗了大量的爆破能量。
但同时也有部分能量扰动了岩石，即产生振动，出现地震效应，且以地震波的形式向四周传递，地震波强度随着距爆破中心点距离的加大而衰减。
2.2影响因素分析大量岩石爆破实践及研究表明，爆破中心处质点的振速受到岩石特性、齐爆装药量、装药不藕合系数、炸药爆速、微差时间、临空面情况等诸多因素的影响；传播过程中的衰减则主要受路径上地质情况的影响。
溶洞处理措施
溶洞处理措施溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。
溶洞是岩溶现象的一种。
岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。
我国石灰岩分布极广，常会遇到溶洞。
因此，在这些地区修建隧道，必须予以注意。
一、溶洞的类型及对隧道施工的影响溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。
死、干、小的溶洞比较容易处理，而活、湿、大的溶洞,处理方法则较为复杂。
当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌.有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。
有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当坑道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，山体压力剧增。
有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。
有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广,处理十分困难.二、隧道遇到溶洞的处理措施（1）隧道通过岩溶区，应查明溶洞分布范围和类型，岩层的完整稳定程度、填充物和地下水情况，据以确定施工方法。
对尚在发育或穿越暗河水囊等地质条件复杂的岩溶区,应查明情况审慎选定施工方案。
对有可能发生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等，必须事先制定措施，确保施工安全.（2）隧道穿过岩溶区,如岩层比较完整、稳定，溶洞已停止发育，有比较坚实的填充，且地下水量小,可采用探孔或物探等方法，探明地质情况，如有变化便于采取相应的措施。
如溶洞尚在发育或穿越暗河水囊等岩溶区时，则必须探明地下水量大小、水流方向等，先要解决施工中的排水问题，一般可采用平行导坑的施工方案，以超前钻探方法，向前掘进。
当出现大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况时，平导可作为泄水通道，正洞堵塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面,不致正洞停工。
（3）岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法，有“引、堵、越、绕”四种。
隧道爆破施工对地表建筑物及其滑坡体的扰动影响分析
：
Ｓｃ ｅｎ ａ Ｔｅｃｈ ｉ ｃｅ ｎｄ ｎＯｌ Ｏｇｙ ｎ １ ｎｏｖ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｔ ｏｎ ａｌ
工 程 技 术
隧道 爆 破 施 工 对 地 表 建 筑 物 及 其 滑 坡 体 的 扰 动 影 响 分 析
陈 德 国
（ 中铁 二十一局 集 团第三工程 有 限公 司 陕西咸 阳 ７ ０ ０ ２ ０ ） １
摘 要 ： 宝塔 山隧道进 口下 穿古滑坡体 ， 新 且地表建 筑物 密集 ， 本文 详细介 绍隧道 下穿滑坡体 时岩层爆破施 工振 动对地表建 筑物及其滑坡 体 的影响 ，为在 同类 工程地 质条件 下的 隧道爆破 作业提 供施 工参考 。 关 键 词 ： 破 建 筑 物 滑 坡 体 扰 动 爆 中 图分类号 ： ５ Ｕ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： ７ —０ ８ ２ １ ） （） １ —０ １ ４ ９ ｘ（ ０ ｏ ｂ 一０ ３ １ ６ ｏ ６ ０ 开 挖 高 度 ５ ５１ 自拱 顶 向 下 ） 断 面 爆 破 参 计 算 ． １（ ２ ， ＝ｌ ＋ ｆ） １ 掏 ０ 孔深 １ ５ ， 药 量 ．ｍ 装 包 西 铁 路 新 宅 塔 山隧 道 位 丁 延 安 市 宝 数 为 ： 槽 眼 ｌ 个 炮 孔 ， ｆ Ｊ ５ 辅 周 ． ｍ。 塔山下， 穿越 地 形为 黄 土 高 原 梁 茆 沟 壑 区。 ７． Ｋｇ； 助 眼 、 边 眼炮 孔 深 １ １ 施 工 式 中 ， 一 局 部 突 ｝ 地 形 顶 部 的 振 动 影 响 降 隧道 起 迄 里 程ＤＫ５ ０ ５ １ ０ ＋ ～ＤＫ５ ２ ６ ７ 巾 严 格 控 制 爆 破 装 药 量 ， 低 爆 破 振 动 强 放 大 系 数 ｌ ０＋ ７，
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０ 引言
我国西南地区山岭众多且岩溶地貌分布广泛， 高 铁 修 建 过 程 中 往 往 非 桥 即 隧 ，路 面 工 程 通 常 较 少 ，
隧道修建过程中经常遇到发展或衰退阶段的大型溶 洞。由于岩溶 地 质 复 杂、体 量 大 以 及 溶 洞 坍 塌 形 成 导 致 的 危 岩 分 布 ，使 溶 洞 对 外 界 扰 动 敏 感 ，隧 道 爆 破
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＧａｏｓｈａｎＴｕｎｎｅｌｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｒｏｃｋｆａｌｌｏｆａｇｉａｎｔｄｒｙｋａｒｓｔｃａｖｅｏｎＱｉａｎｊｉａｎｇＺｈａｎｇｊｉａｊｉｅ ＣｈａｎｇｄｅＨｉｇｈｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙｉｓｄａｎｇｅｒｏｕｓａｎｄ ｎｅｅｄｓｔｏｂｅａｎａｌｙｚｅｄ． Ａｓａｒｅｓｕｌｔ， ｔｈｅｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，３Ｄｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄ３Ｄ ｌａｓｅｒｓｃａｎｎｅｒａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｏｆｔｈｅｋａｒｓｔｃａｖｅｂｙｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｅｔｕｎｎｅｌｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔａｓ ｔｈｅｋｅｙｉｔｅｍ ｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｏｎｋａｒｓｔｃａｖｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｒｏｃｋｏｆｋａｒｓｔｃａｖｅｉｓｇｉｖｅｎｂａｓｅｄｏｎＳａｄａｏｖｓｋｆｏｒｍｕｌａ；ａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｒｏｃｋｆａｌｌ ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒｕｌｅｏｆｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｃｒａｃｋｗｉｄｔｈａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｏｍｅｍａｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１） Ｔｈｅａｌｌｏｗａｂｌｅｂｌａｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｇｉａｎｔｋａｒｓｔｃａｖｅｒｏｃｋｉｓ１ｃｍ／ｓ；ｒｏｃｋｆａｌｌｗｏｕｌｄｏｃｃｕｒｗｈｅｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｅｘｃｅｅｄｓ１ｃｍ／ｓ；ａｎｄｌａｒｇｅｖｏｌｕｍｅｒｏｃｋｆａｌｌｗｏｕｌｄｏｃｃｕｒｓｗｈｅｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｅｘｃｅｅｄｓ １５ｃｍ／ｓ．２）Ａｆｕｌｌｓｕｐｐｏｒｔｓｙｓｔｅｍｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｌｕｍｎ ＋Ｈｓｈａｐｅｄｓｔｅｅｌｂｅａｍｉｓｕｓｅｄｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ａｎｄｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｈａｓｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｔｕｎｎｅｌ；ｇｉａｎｔｄｒｙｋａｒｓｔｃａｖｅ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｂｌａｓｔｉｎｇｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙ
收稿日期：２０１７－０４－１９；修回日期：２０１７－１０－１６ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１７０４１７６、５１４７４２１８、５１４０４１０５）；国家自然科学基金优秀青年基金资助项目（５１６２２４０４）；山东建筑大学博 士基金资助项目（ＸＮＢＳ１４０３） 第一作者简介：王军（１９８５—），男，山东宁阳人，２０１４年毕业于中国矿业大学（北京），岩土工程专业，博士，讲师，主要从事地下工程支护理论及支护 加固技术研究工作。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｕｎ＠ｓｄｊｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。通讯作者：邱敬格，Ｅｍａｉｌ：ｊｉｎｇｇｅｑｉｕ＠１６３．ｃｏｍ。
隧道掘进爆破对某巨型干溶洞洞壁危岩体的扰动作用研究
王 军１，邱敬格１， ，杨 凡２，王清朋２，谭天乐２
（１．山东建筑大学土木工程学院，山东 济南 ２５０１０１；２．山东建大工程鉴定加固研究院，山东 济南 ２５０１０４）
摘要：为了分析隧道爆破振动引起的溶洞落石风险，以湖北新建高铁黔张常线路高山隧道揭露的巨型干溶洞为研究对象，首先对 溶洞进行无人机探测与三维激光扫描测绘，并以三维激光扫描仪监测分析溶洞稳定性，随后以引发溶洞落石频发的掘进爆破扰动 效应为重点研究内容，建立溶洞危岩体爆破振动监测系统，获得溶洞表面质点爆破振动速度。结合萨道夫斯基标准公式，给出溶洞 表面岩体的爆破振动速度计算公式，分析爆破扰动作用下溶洞落石规律及危岩体裂缝发展规律。主要结论如下：１）巨型溶洞表面 岩体允许的爆破振动速度为 １ｃｍ／ｓ，隧道掘进爆破引发的质点振动速度超过该值时溶洞就会出现落石，超过 １．５ｃｍ／ｓ时溶洞就会 出现多范围大体积落石；２）为保证溶洞作业期间的人员和设备安全，预防落石风险，采用钢管柱 ＋Ｈ型钢梁组成的满堂支架安全 防护体系支护溶洞，具有良好的支护效果。 关键词：高铁隧道；巨型干溶洞；变形监测；爆破监测；爆破振动速度 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－４４９８．２０１８．０１．００５ 中图分类号：Ｕ４５ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９６－４４９８（２０１８）０１－００ｃｅＥｆｆｅｃｔｏｆＴｕｎｎｅｌｉｎｇＢｌａｓｔｉｎｇｏｎ ＤａｎｇｅｒｏｕｓＲｏｃｋｏｆａＧｉａｎｔＤｒｙＫａｒｓｔＣａｖｅＷａｌｌ
ＷＡＮＧＪｕｎ１，ＱＩＵＪｉｎｇｇｅ１， ，ＹＡＮＧＦａｎ２，ＷＡＮＧＱｉｎｇｐｅｎｇ２，ＴＡＮＴｉａｎｌｅ２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｄａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｐｒａｉｓａｌａｎｄＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｊｉｎａｎ２５０１０４，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）