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隧道开挖掏槽爆破技术及参数研究
| 论文题名： | 隧道开挖掏槽爆破技术及参数研究 |
| 关键词： | 掏槽爆破;大断面隧道;层次分析法;数值模拟 |
| 摘要： | 掏槽爆破作为隧道开挖的第一步，为后续炮眼爆破提供自由面及岩石破碎膨胀的补偿空间，是实现隧道快速、高效掘进的关键。在掏槽爆破中，影响掏槽效果的因素众多，各因素之间相互关联，不利于获得最佳的掏槽效果，严重制约了掏槽技术的进一步提高。为此，开展隧道开挖掏槽爆破技术及掏槽参数的研究具有重要意义。 本文以金峰大断面公路隧道工程为依托，通过现场调研，理论分析、MIDAS/GTS模拟和现场实爆相结合的方法，进行了大断面隧道开挖掏槽爆破技术及参数研究，主要研究内容及成果如下： （1）确定了金峰隧道爆破掏槽形式。掏槽炮眼的布置方式多样，适用范围各不相同，为提高隧道爆破开挖效果，分别对斜眼掏槽爆破、直眼掏槽爆破机理进行分析，确定斜眼楔形掏槽技术适宜金峰大断面隧道的爆破开挖。 （2）进行了掏槽爆破参数研究。利用层次分析法（AHP）对影响掏槽爆破效果的参数进行定量化分析，建立了楔形掏槽爆破参数指标体系，得出各个影响参数的重要性程度。结果表明，掏槽炮眼角度、掏槽炮眼垂直深度以及单位体积炸药消耗量是影响掏槽效果的主控因素。 （3）开展了金峰大断面公路隧道掏槽爆破技术研究。根据理论推导，计算得出掏槽炮眼孔底间距及其孔口间距，并以掏槽几何尺寸关系验算炮眼倾斜角度是否满足掏槽要求；结合现场岩石物理力学参数，设计合理的掏槽炮眼布置方案及钻爆参数；探讨炮眼堵塞对于改善隧道爆破洞内施工环境的作用。现场试验表明，掏槽炮眼深度3.0m,单循环进尺达到2.75m，炮眼利用率92％，隧道掏槽取得较好的效果。 （4）以金峰隧道工程为背景，采用MIDAS/GTS有限元计算软件建立楔形掏槽爆破模型，讨论楔形掏槽爆破机理，再现隧道楔形掏槽成腔全过程。结果表明，数值模拟掏槽进尺可以达到设计要求并取得较大的槽腔体积。楔形掏槽形式对于大断面坚硬岩石的掏槽效果良好，达到了为周边眼提供自由面以及补偿空间的作用。 |
| 作者： | 卢金宇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 戴俊;伍晓军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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