既有裂缝、空洞病害隧道爆破振动安全控制标准

作者：郭新新; 刘锦超; 汪波^*; 喻炜; 王振宇; 李浩彬

来源：爆炸与冲击, 2020, 40(11): 149-159.

• 隧道工程
• 控制标准
• LS-DYNA三维模型
• 裂缝
• 空洞

爆破荷载作用下,既有隧道衬砌的振动安全振速控制标准制定,大多以既有隧道完好为前提条件,不考虑病害因子对结构动力响应的影响,与实际不相符。为此,以既有新岭隧道旁拟建新隧道为工程背景,基于既有隧道衬砌裂缝和背后空洞的实际分布特征与规律,建立带裂缝与空洞的二维、三维结构模型,分析裂缝、空洞对衬砌动力响应的影响,提出以振速为指标的标准管理体系。结果表明:裂缝的最不利分布位置为迎爆侧边墙处,裂缝的存在增强了既有衬砌对S1应力(拉应力)的响应,振速控制标准的制定应以S1应力和裂缝径向深度为控制指标;当裂缝径向深度为(0～1/8)h、(1/8～1/2)h和>(1/2)h(h为衬砌厚度)时,控制标准分别为12、10和8 cm/s。空洞的最不利分布位置为拱顶,空洞的存在增强了既有衬砌对S1应力和振速的双重响应,以增强振速响应为主,振速控制标准的制定应以振速、空洞面积及纵向长度为控制指标,空洞工况下,控制标准为12 cm/s;空洞沿隧道纵向长度小于7 m时,监控范围为3～4倍纵长;空洞沿隧道纵向长度大于7 m时,监控范围为1～1.5倍纵长;纵向长度小时,倍数取大值。

• 单位
  河南省交通规划设计研究院股份有限公司; 西南交通大学