大断面超浅埋偏压铁路隧道爆破施工控制与振动传播规律研究

针对山岭隧道洞身浅埋段地形偏压、围岩风化严重、爆破施工风险高等问题。首先,通过岩石力学性能试验获取砂泥岩互层区岩石的物理和力学参数;其次,对超浅埋偏压隧道开展爆破全过程仿真分析,研究适用于超浅埋偏压隧道爆破施工的参数优化方法;在此基础上,提出超浅埋偏压隧道安全施工综合减振措施并对其减振效果进行分析;最后,对采用综合减振措施施工的超浅埋偏压隧道开展爆破振动试验与现场监测,并研究在砂泥岩互层区的爆破振动传播规律。结果表明:采用优化段间延时爆破、改变楔形掏槽孔形式以及调整楔形掏槽孔布设位置的综合减振措施后,超浅埋偏压段峰值振速得到控制,平均减振率近30.00%;现场试验结果与数值模拟结果中爆破主频频率主要集中在10~50 Hz,且各测点振速均在安全允许质点振速内;现场爆破试验后试验掌子面破岩效果良好,围岩未出现超欠挖情况,岩壁稳定;测点距离爆源越近,受地形影响越小,数值模拟数据与实测数据的拟合率就越高,最高拟合率达98.82%;基于量纲原理建立的考虑岩性、高程差和坡度的爆破振速预测公式与现场爆破振动试验数据拟合精度更高,其相关性高达0.92。研究成果可用于指导超浅埋偏压隧道爆破振动响应的控制,同时也为该类工程的顺利开展提供一定的科学借鉴。