新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道影响分析

期刊: 环球科学 2023年第6期 DOI: PDF下载

操鹏

中铁四院集团工程建设有限责任公司 湖北省武汉市 430063

摘要

随着高铁网络的不断完善,高速铁路建设已成为我国交通领域的重点项目之一。然而,在高铁隧道施工过程中,隧道爆破是一种常用的工法,而爆破作业对于下部近接运营的高速铁路隧道可能产生不可忽视的影响。因此,对于新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道影响的研究势在必行。本文旨在分析新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道的影响,为高速铁路建设、施工提供参考。


关键词

隧道爆破;下部近接运营;高铁隧道;影响分析

正文

1. 隧道爆破对下部近接运营高铁隧道影响分析

1.1隧道爆破对高铁隧道的影响机理分析

隧道爆破是隧道施工时不可避免的一项技术,但由于施工参数、材料强度、隧道结构等因素的不确定性,可能会对下部近接运营的高铁隧道造成影响。因此,进行隧道爆破对高铁隧道的影响机理分析,对确保所建隧道的安全运营具有重要意义。

隧道爆破过程中,经历了炮孔钻探、装药、引爆、挖掘等多个步骤,其中装药量和爆炸强度是影响高铁隧道的重要因素。将大量的能量释放到岩体中,岩石的物理特性将发生改变,如弹性模量、泊松比等参数会发生变化,从而导致隧道周围地区的应力分布、岩体的裂隙变化等方面发生变化,进一步导致高铁隧道的变形、沉降等不稳定因素的产生。

此外,隧道的结构特性也会影响隧道爆破对高铁隧道的影响。孔密度、孔径、孔距等参数均会直接影响到隧道周围的震动效应、位移效应等,越接近高铁隧道的孔洞,对隧道的影响也越大。因此,在隧道爆破施工中需要对于爆破参数进行严格的控制,同时还要对采用的材料、隧道结构等进行充分的考虑,减小隧道爆破对高铁隧道的冲击。

1.2爆破参数及其对隧道结构的影响分析

针对新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道的影响,爆破参数是一个重要的考虑因素。在选择爆破参数时,需要考虑到地质情况、隧道结构、附近建筑物及设施等因素,以确保对下部运营高铁隧道的影响最小化。

首先,爆破参数包括爆炸药量、爆炸药的爆燃速度、爆炸药的密度等。在爆破过程中,爆炸药量越大,其造成的振动能量和动荷载就会越强,从而对下部运营高铁隧道造成更大的影响。因此,选择合适的爆炸药量对于减小对下部运营高铁隧道的影响起着非常重要的作用。

其次,爆炸药的爆燃速度也是影响爆破效果的重要参数。爆速越快,其产生的冲击波的能量就越大,从而对隧道结构产生更大的影响。因此,在选择爆炸药时,需要尽可能选择爆燃速度较缓的爆炸药,以减少其对下部运营高铁隧道的影响。

另外,爆炸药的密度也是影响爆破效果的因素之一。因为在爆炸药燃烧时会释放出大量气体,压缩周围介质,形成冲击波和振动波,从而对下部运营高铁隧道产生冲击作用。密度越大,冲击作用就越强,对下部运营高铁隧道的影响也就越大。因此,在考虑爆破参数时,需要选择密度适中的爆炸药,以减小其对下部运营高铁隧道的影响。

1.3隧道结构受力分析及对近接运营的影响预测

首先,隧道爆破会引起地面振动,产生冲击波和声波,这些波导致地表和隧道周围岩体大幅度振动。这些振动波的传播对高铁隧道结构会产生应力和变形,从而影响高铁隧道的安全运行。

其次,爆破参数,如药量大小、药量分配和爆破顺序等,会直接影响高铁隧道的结构安全。药量大小、分配不当及爆炸顺序不当会导致隧道结构内部扰动剧烈,出现变形甚至破坏的现象。此外,当孔眼直径大于1.5倍药包直径时,会产生较大的爆炸气泡,使隧道周围的岩石受到很强的冲击,从而可能引起高铁隧道结构发生塌陷。

最后,针对爆破对高铁隧道结构力学影响的特点,分析了高铁隧道结构在爆破时的受力变化和影响,包括应力变化、变形变化和模态变化等,从而预测了爆破对近接运营高铁隧道产生的影响。特别是在靠近高速铁路线路时,隧道的扰动和应力变化将最大,对高铁隧道结构的影响可能会随之增加。

 

2. 应对策略与建议

2.1针对隧道爆破对近接运营高铁隧道影响的应对策略

针对隧道爆破对近接运营高铁隧道的影响,应该采取下列应对策略。一是在隧道爆破工作前,进行周密的现场调查和评估,确保爆破震动不致影响到高铁隧道及其下部地质环境。二是采取有效的爆破技术和保护措施,充分减少隧道爆破带来的噪声、振动、震动等影响,保障高铁隧道及其下部地质结构的完整性和稳定性。三是采用先进的监测技术和手段,对高铁隧道及其下部地质环境进行全面、及时地监测和分析,以发现隐患、预测风险,及时采取应急预案和救援措施,保障高铁的正常运行和安全。四是不断加强法律法规制定和执行,监督管控隧道爆破过程中的环保、安全等相关事项,严格落实责任,避免各种违规行为和不当操作带来的危害和损失。

2.2针对高铁隧道运营过程中的安全保障建议

随着高铁网络的不断发展,高铁隧道的建设也呈现出日益繁荣的趋势,而随之而来的是针对高铁隧道的运营安保问题逐渐凸显。为了确保高铁隧道的运营安全,我们需要提出一系列具有针对性的建议和措施。

首先,需要加强高铁隧道的设备维护和技术管控,确保设备的完好性和技术系统的稳定性。工作人员需要经过专业培训和考核,熟悉高铁隧道的运营规范和技术维护方法,及时发现和排除隧道设备的各类故障。

其次,要加强高铁隧道的应急预案体系建设。在运营过程中,需建立完善的应急预案,面对突发事件及时进行处置和救援,确保行车安全。此外,相关部门应进行实地演练和应急疏散训练,提高应对紧急情况的应变能力和处置能力。

另外,需要加强对高铁隧道腐蚀和损坏情况的监测和防范。在运营过程中,应定期对高铁隧道进行巡检和维护,及时发现并修复隧道结构的各类损伤和缺陷,以防隧道结构失稳,造成严重的安全事故。

2.3针对隧道爆破实验的优化建议

首先,在实施隧道爆破实验前,应该尽可能地收集和分析现场地质环境、地质构造、地下水、微震监测等相关数据,对实验方案和采用的爆破技术进行合理的设计和选择。同时,根据实验前期的地质勘探和监测结果,合理地设置实验参数,如孔深、孔径、起爆方式等。

其次,在实验过程中提高安全保障水平,应采用多种手段进行监测和预警,如视频监控、温度监测、应力监测、沉降监测等。同时,在实验现场设置安全区域,限制人员和车辆进入,并设立警示标志和围挡等措施,以确保实验安全进行。

再次,针对隧道爆破的技术改进,建议采用先进合理的爆破技术,如在孔壁喷涂防水涂料,采用微爆技术等。微爆技术通过对药量、药性、起爆时间等进行控制,减小破岩空间的扰动,降低了地表沉降和振动等隐患,有效地保护了下部高铁隧道的安全运营。

针对隧道爆破实验带来的安全隐患,我们需要从多个方面进行分析和优化,充分考虑实验的安全性、合理性、科学性等问题,从而确保下部近接运营高铁隧道的正常运行。

 

结语:

综上所述,新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道的影响是不可避免的,应通过合理的措施来减缓隧道爆破对下部安全的影响。只对新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道的影响进行了初步的分析,还有许多深入的问题需要进一步的研究。相信在未来发展中,会有更多的科学对策,以实现高铁线路的安全可靠运行。

 

参考文献:

[1] 叶云斌方继伟.隧道爆破施工对近接既有隧道的影响分析[J].交通科技2015(3):4.

[2] 郑明新夏一鸣胡国平.爆破振动对既有高铁隧道衬砌安全的影响分析[J].地下空间与工程学报2018,14(3):6.

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