高铁特长隧道大型机械化施工光面爆破参数优化数值模拟及试验研究

Numerical simulation and experimental research on optimization of smooth blasting parameters for large-scale mechanized construction of high-speed railway extra long tunnels

为了解决高铁特长隧道全断面光面爆破出现超欠挖、不良爆破振动和围岩不稳定等不良现象,依托池黄高铁某特长隧道工程,采用大型机械化设备和光面爆破计算进行施工。为了优化光面爆破参数,在岩石力学试验的基础上获取了隧道围岩的岩石力学性能,采用LS/DYNA对隧道爆破演化进行了数值研究,根据爆生气体和应力波的共同作用确定炮孔间距,得到基本的光面爆破参数,分析了光面爆破参数优化前后对隧道爆破演化的重要影响。研究结果表明,不同的光面爆破参数会对隧道应力波的传播产生影响,从而影响隧道围岩的等效应力和爆破振动速度,造成超挖和欠挖等不良现象。通过数值模拟和现场试验的相互验证,可以将模拟的爆破临界损伤近似作为现场超欠挖情况。根据现场试验证明,通过数值模拟优化后的光面爆破参数能够有效降低隧道超挖和不良爆破振动情况。