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天台山隧道通风竖井爆破参数优化与快速掘进技术研究
| 论文题名： | 天台山隧道通风竖井爆破参数优化与快速掘进技术研究 |
| 关键词： | 隧道通风竖井;块度识别;爆破参数优化;现场测试;快速掘进 |
| 摘要： | 近年来，随着我国综合国力的日益强盛、科学技术一日千里，我国在基建领域的投资不断增大，高速公路建设迅猛发展，由于我国幅员辽阔，地形千变万化，使得特长大公路隧道不断涌现，但由于特长大公路隧道其里程长，解决好通风问题就显的尤为突出。隧道通风竖井的建造可以很好的解决这个问题，目前，在国内的竖井建设中大部分仍是以钻眼爆破法为主。由于这种对工程的适应性比较强，可以应用在我国各类的岩体中，钻爆法的优越性导致了竖井井筒掘进施工将在今后相当长的时间里使用这种方法。如何加快竖井掘进速度才是提高其经济效益的主要因素。本文结合秦岭天台山隧道2＃通风竖井项目,综合采用室内试验、理论研究、模型试验及现场试验等研究手段，开展了通风深竖井最优爆破参数以及快速掘进等内容的研究。本文的主要研究内容总结如下： （1）通过对取自秦岭天台山隧道2＃竖井施工现场的花岗岩试样进行了单轴压缩、三轴压缩试验，分析了花岗岩各种力学指标，运用经验公式的方法对室内的试验结果进行了处理，得到了岩石力学参数表明岗岩在单轴压缩条件下表现为明显的脆性，三轴状态下的岩样的变形呈现明显的塑性特征，为爆破优化、爆破测试奠定了良好的基础，为参数的选取提供了依据。使得优化更加接近工程实际，大大提高精确度。 （2）建立了基于Split-Desktop4.0的竖井围岩爆破块度识别方法，定义了最佳块度为300mm以下占比为80％-90%可以大大提高出矸效率。提出了爆破优化方案的全局智能优化方法模拟退火-高斯过程混合算法，得到了最佳爆破优化方案323332，即炮眼深度为3.5m，炮眼直径为35cm，单个炮眼装药量为2.4kg炮眼间距为800mm，炮眼倾角为90°，最小抵抗线为550mm。 （3）针对优化后的爆破方案，开展了送排风井爆破振动现场测试试验。爆破振动测试结果表明隧道通风竖井爆破施工时，最大爆破振动速度一般发生在掏槽眼爆破时；测点的振动速度在X、Y、Z三个方向上的振动速度差别显著；其中，对通风竖井影响最大的是垂向振速Vz，即此方向的振动速度对支护系统的影响最大。测得最大振速为14.26cm/s，质点振动速度不得超过12-15cm/s符合交通隧道爆破安全允许振动速度，因此满足施工要求。 （4）结合秦岭天台山隧道2＃通风竖井掘进实际情况，对掘进设备进行选型与匹配使之掘进速率加快、对影响岩巷掘进效率的施工工艺、爆破掘进、衬砌支护、注浆等方面进行分析，采用钻眼爆破技术、科学的组织管理等以期达到提高竖井掘进工效的目的，并辅助以设备、器材、人员的科学管理切实有效的提高通风竖井快速掘进技术的发展。 |
| 作者： | 张遵义 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 于建新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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