新建隧道邻近既有高铁隧道进行爆破施工时,炸药爆炸产生的爆破振动波可能会引起既有高铁隧道衬砌结构和周围围岩的破坏,对既有高铁隧道的安全运营造成影响。因此,为了保证既有高速铁路隧道的安全运营,有必要对此类工程进行研究。本文结合福铁路闽赣段金山顶隧道救援隧道爆破施工工程实例,主要做了以下工作:首先对近接平行隧道爆破施工的振动理论、爆破振动监测及控制技术进行了研究总结,并结合现场调研,制定了合理的爆破振动监测方案;然后依据动力弹性理论,结合现场爆破振动监测得到的振动速度与动应变数据,通过线性拟合得到动应变与振动速度的关系公式,基于隧道混凝土衬砌动拉应力容许标准,确定了适用于金山顶高铁隧道的爆破安全允许振动速度控制标准,采用萨道夫斯基经验衰减公式对爆破振动速度监测数据进行回归分析,得到了适用于金山顶高铁隧道的爆破振动衰减经验公式,对爆破振动波形图进行了时域分析和频谱分析,确定了爆破振动波的主频域和主频分布;其次根据爆破振动监测数据综合分析结果,发现按照现有救援隧道爆破方案施工会对既有隧道结构造成危害,因此提出了控制爆破振动的措施对现有爆破方案进行了优化;最后运用数值模拟手段,采用有限元软件midas GTS NX研究新建隧道爆破施工对既有高铁隧道的动力响应,分析了既有隧道衬砌结构的振动速度、加速度、应力分布规律,并通过振动速度和应力的大小对优化后的爆破方案进行安全评估,判断新建救援隧道爆破施工时既有高铁隧道衬砌结构的安全性,以保证救援隧道的成功修建和金山顶高铁隧道的安全运营。研究成果可为类似隧道爆破施工工程提供参考。
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