聚能水压光面爆破在隧道中的应用,硕士论文.docx

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1、聚能水压光面爆破在隧道中的应用,硕士论文本文以杭州市某隧道为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场试验与现场检测相结合的研究手段对大断面聚能水压光面爆破的机理与效果进行了深切进入的研究，主要研究成果有： 1基于 ANSYS /LS-DYNA 建立单孔爆破几何模型，当炮孔直径为 4.8cm，药卷直径为 3.2cm，PVC 管密度为 1.43g/cm3 时，当聚能管切缝宽度为 4mm 时，切缝口处炮孔壁应力最大，讲明最优切缝宽度为 4mm；当聚能管壁厚为 3mm 时，切缝口处炮孔壁应力最大，讲明最优壁厚为 3mm；当聚能管与炸药耦合破岩效率高于聚能管与炸药不耦合。 2基于双孔无聚能管数值模拟以及双

2、孔有聚能管华而不实聚能管外径为4cm，壁厚为 2mm数值模拟，当炮孔直径为 4.8cm，药卷直径为 3.2cm，PVC管密度为 1.43g/cm3 时，没有聚能管的药卷起爆后应力波以同心圆的形式均匀向外传播；而套有聚能管的药卷起爆后优先从切缝处产生聚能射流到达炮孔外表，产生应力集中，为生成初始裂缝提供了先期必备条件。 3隧道周边眼相邻炮孔同时起爆时，聚能爆破加强了炮孔连线处应力场的叠加作用，约为无聚能管爆破时的 1.4 倍，有利于炮孔间贯穿裂缝的构成。 4通过聚能水压光面爆破的现场试验研究，聚能水压光面爆破时最大超挖量较前期传统爆破超挖量减少 25%；聚能水压光面爆破的平均超挖面积较前期传统爆

3、破减少 46.8%，聚能水压光面爆破较传统光面爆破掘进经过中每延米减少湿喷混凝土用量 3.2m3。 5由于水袋中水 水楔 效应和 水雾化 作用，爆破后空气中的粉尘含量大大降低，空气质量提高，保障了施工人员的身体健康，爆破后通风时间由原先的 40min 减少到 30min，减少了碎渣的大块率，便于出渣时的装运，减少了工时消耗，劳动率明显提高。 6采用水压聚能光面爆破后，单循环周边眼数量减少 10%，雷管消耗减少 10%，炸药消耗减少 27%，聚能水压光面爆破较传统光面爆破每延米合计节省 1589 元，获得了良好的经济效益。 5.2 瞻望 当前国内光面爆破控制技术应用前景良好，在隧道掘进工程中，优

4、势突出，尤其是聚能爆破的应用，将推动将来的光面爆破技术向低超欠挖、高精度控制的方向发展。固然本文以理论分析与数值模拟相结合研究了聚能水压光面爆破新技术，并获得了具有实用价值的研究成果。但由于时间紧迫以及地下工程地质状况和隧道岩体实际受力的复杂性，作者的学术研究水平有限，在研究方式方法和基本理论上仍存在很多尚待完善的地方，本人以为存在下面几点需作进一步的研究： 1本文数值模拟是建立在假定周边眼周围岩体没有裂纹的基础上，分析结果的可靠性取决于介质的假定和物理参数的选取，隧道围岩本身的复杂性无法定量描绘叙述，不可能如实反映岩体实际的力学状态。 2本文仅研究了隧道周边眼的聚能水压爆破，没有对隧道掏槽眼

5、、辅助眼以及底眼进行聚能水压爆破或单纯添加水袋的水压爆破进行研究，没有进一步减少炸药量以及其他炮孔装药构造的优化。 参 考 文 献 1 朱永全，宋玉香. 隧道工程M. 北京：中国铁道出版社，2007. 2 洪开荣.我们国家隧道及地下工程近两年的发展与瞻望J.隧道建设,2021,37(02):123-134. 3 崔年治,刘维宁. 再论隧道超欠挖的分析与检测J. 当代隧道技术,2001,(06):10-13. 4 钟放平. 公路隧道超欠挖原因分析及控制措施J. 西部探矿工程,2007,(12):172-173. 5 蔡福广. 光面爆破新技术M.北京:中国铁道出版社,1994. 6 蒲传金,郭学彬

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