隧道项目申报书

项目申报书鲜项目名称：抱浅埋灵偏压踢隧道林爆破卫开挖殃与咱监控稍技术研究锣单没位踩：豆北京市公路赔桥梁建设集我团映北京工业大股学粱起止时间：陡2023荒年榆12斗月至竖2023殃年蓬0嘴8落月评一、隶立项依据骗研究意义呼：聚近几年来，虎随着国家加胁强对基础设亡施建设的投博入，我国公乒路交通建设标得到了迅猛瞧发展，公路倍隧道特别是尤长大隧道建婶设与研究取副得了长足的烈进步。目前象，我国已经饭成为世界上糊隧道工程数淡量最多、最箭复杂、发展盛最快的国家狼。另一方面艘，随着公路度建设规模的腰不断扩大，淡公路等级的僵不断提高，刘以及我国公运路建设的重做点逐步向多金山、多丘岭度的地区转移惭，所带来的敏环境地质灾筐害问题日益册突出。为了丸控制山区公脸路建设所造怕成的地质灾烦害问题，保久护公路沿线至的生态环境胞，大量的深短挖路堑改为宇隧道施工，哭如姑密兴路火郎喷峪隧道工程波、108国阵道南村隧道龙和岢萝坨隧肝道、八达岭懂过境线青龙弯桥隧道，延镜庆西铁路容瓦庙相隧道，以及算刚刚建成通旦车的京承三幅期高速公路窄隧道工程等葱。作为“带词状”工程的德山区公路隧喷道建设，必鹅将跨越各种狸不同的地形汤、地质区域种，如果勘察丈不祥、设计舞不合理、施软工与监控技辰术落后，无笼疑会带来诸虹多的地质灾难害。嗓目前，国内员外山岭隧道尖开挖大多采宪用钻爆法进测行施工。同制人工开挖相钳比，钻爆法瑞有着施工速魔度快、施工令安全和人力歼资源消耗少功的优点；同各隧道掘进机抵相比，钻爆锤法又有着适腊应能力强，瘦施工成本低令廉的显著优秋点。工程实姻践表明，钻父爆法作为一迟种安全、经庸济、快速有搞效的施工方脏法，已被广滤泛应用于国翠内外山岭重尼丘区公路隧偏道的开挖施符工中；另一莲方面，由于尖爆炸荷载的蔬冲击作用，规隧道的爆破归开挖必将对酬围岩、衬砌鸣以及周边建断(构)酿筑物等造成旦不同程度的补影响孙(政特别是浅埋棋偏压罢隧道)唤，如因爆破恢振动引起隧易道塌方、地蔬表的不均匀注沉降、临近六建低(构)享筑物的破坏煎等。因此，售开展山岭重踪丘区公路隧发道——特别盾是浅埋闷偏压荒隧道爆破开挣挖技术的研滨究，探索隧公道建设与地挎质环境、周跳边环境之间谢的相互关系恳、相互作用铜，以及由此描产生或诱发港的隧道村各类瞧病害，从而国提出合理的像控制技术措茧施，具有重堪要的现实意体义。学研究概况慨：山岭隧道据掘进爆破开析挖以及相关排问题的研究吼，目前主要趟集中在如下炎几个方面：凶1、隧道洞渗口仰坡及边融坡稳定性研疼究碰洞口是隧道袭进出口的咽勤喉，同时也公是整个隧道怎施工的薄弱令环节。洞口染的安全，关缝系到隧道能币否顺利进洞夸并进行安全监施工。大量泼的工程经验呈表明，洞口铃段地质条件凉复杂，多为录风化严重的贴堆积物或破甜碎岩体，且禾覆盖岩层较钓薄，施工时换容易造成洞盾口段仰坡及督边坡的失稳袋，严重时产峡生滑动和坍慎塌。另外，锦对于岩质隧尘道，目前9谜0%以上采避用钻爆法施浓工，爆炸荷锈载作用产生鲁的振动对浅格埋、偏压隧粘道洞口段的刚稳定影响极至大。运随着公路隧住道工程的大古量晚建设拣，隧道洞口辨仰坡及边坡走暴露的问题痰越来越多，语已引起隧道径设计、施工译以及科研部投门的重视。训综合隧道洞尚口仰坡及边烫坡稳定性研暑究成果，目准前大多从传创统的边坡稳蓬定性分析出毒发，探讨隧治道开挖对边硬坡滑动面的钳影响，同时隔考虑地表、赛洞口预加固券措施，并通违过位移或变治形观测来分码析和判断边西坡的稳定性勉、地表的沉悠降等。这些骄研究大多局中限于隧道洞愁口段仰坡及犹边坡的静力愉稳定分析，柜而对钻爆法堡施工时，爆倚破振动对隧阳道洞口边坡斩的动力稳定示、衬砌以及佣周边建（构圾）筑物的影役响和破坏规圆律研究较少廊，或未能进蛇行较为系统葵的研究。型2、隧道开鹿挖爆破字设计专家邪系统与爆破钞振动柄效应研究邻随着公路工彩程的建设，开隧道已成为韵山区公路建誉设中必不可童缺少的重要咏组成部分，畅受山区地形滔的约束以及糖公路线形的停要求，小蔬间距影隧道越来越耻多。伴随小奇间距葬隧道的出现李，隧道爆破由施工芦对临洞稳定阶及衬砌安全荐的影响变得样不容忽视过；该随着大卧跨度箩隧道的不断洁出现，在围笔岩情况较好爪的条件下，聋隧道采用全料断面或台阶蛋法颈施工精时，往往一饮次爆破药量涂较大，这时言的拉爆破振动纤对周边环境姜的影响将急识剧增大。浊隧住刮惨需工赌降滤救惯花波巾添适拢炕盲挣无堂告探跑袜见毯辨救纳侮仪吉社处穗吗办悠团炮继益木巾剧抖南蝶慎对于浅埋皱山岭隧道的盟爆破开挖忍，直爆破参数的屡选择与阻控制将直接轻影响到私地表、燃围岩叫以及谅支护结构的括稳定性。如巴何最大限度役提高销掘进速度闹，乡同时有效地任保证围岩的伶安全回稳定疼，承是握目前铺隧道施工期过程演中亟待解决右的关键技术县问题。嫌另一方面，愚隧道愿开挖皂爆破震动效排应兰(危害)愿研究蝇，目前阻主要集中在怕隧道爆破习开挖沫的地表震动舒效应、爆破外震动对围岩蚀和淘衬砌瞧结构的影响跳、剖连拱隧道中步墙稳定、爷新建隧道爆覆破对既有隧拔道乏以及临近建混(构)中筑小的影响等方院面。景虽然许多研敌究工作者针深对不同的研楼究重点，从唱多方面对隧沉道爆破震动味效应问题展段开了大量的曾研究工作，浸但目前隧道押爆破震动效雪应的研究工逃作远镜远饰落后于工程杰实践进，特别是浅小埋偏压隧道灯爆破开挖羞以及衡振动捏危害宜的闻控制赌研究森。亚3、隧道品开挖地质超虎前预报技术词作为隐蔽工丙程的公路隧掀道在施工过悟程中，由于铅前方地质情盲况不明，经回常会因遇到经断层、破碎院带、溶洞等穷不良地质体签而导致塌方加、泥石流、墓突水等地质磨灾害发生。敢这些灾害的炕出现，往往演会影响施工蹈进度，带来任严重的经济喷损失。景隧道地质超腿前预报在隧皮道施工开挖钟中起着关键卖性作用。昆目前冬，嗓我国用于隧表道地质超前逝预报的方法止很多，主要朝有隧道地震践超前预报系庸统(TSP悲)、探地雷滤达(GPR修)法、水平挡声波剖面(丛HSP)法提、陆地声纳联法、超前钻递孔法和超前腾平导法几种渴。较经过多年的歼发展，在隧爪道施工地质涂预报母的方法技术慎上和实践上饲有很好的进勤展。但是当，展由于柿地质情况复付杂多变薪，妄目前的技术饥还不能堂完全全适应箩隧道施工兄建设的需要挑。皆如何悬利用新的数服学模型和实般验平台况，爸对接收到的凳来自隧道掌剩子面前方复尺杂围岩介质葡的反射回波沫信号进行正绣反演数值模阿拟坛分析蜜，搬同时运用现狭代信号分析眼与处理技术喇（只如小波分析战、神经网络忙等絮）峡对接收信号魄进行全参数配非线性反演舌处理侵，雅提取所需的爷多参数信息恶，姥推断隧道掌埋子面前方复董杂围岩介质折的几何创特性刷参数和力学度参数傲。同时吉开发三维可仰视化的隧道遇安全立体预蜻测预警系统布，轿在现有条件币下赌以教TSP法进淡行中长距离袭预测象，锤以地质雷达开法进行短距粗离的精细预新测教；跳地表探测结筐果与隧道掌光子面探测结令果形成隧道俊的三维立体写预测体系钻，并建立隧辩道安全管理摸智能数据库霸，您以便对隧道礼掘进过程中数出现的安全职险情随时娇进行还动态监控索，傍同时又为设鲁计和安全施帜工提供更好鄙的保证体系斜。皆4、隧道施杀工监控与反台分析亡新奥法施工程的基本原则粱可以归纳为随“少扰动、掏早支护、勤魄量测、紧封挣闭”其中勤贷量测更成为担新奥法施工条中的重点，站施工监控不歪断的收集地趴质条件及施御工中的信息值，并反馈到全设计进行指丑导施工，达概到工程建设咱优化的目的拥。隧道施工险监控的内容补涵盖了隧道耕围岩—支护代结构体系的域各个方面，救包括位移、趟应力、应变樱、压力等，沫具体的测量抬项目有：工蔑作面地质观虏察、隧道拱您顶下沉、洞师周收敛、地乐表下降、围际岩内部位移纸、围岩应力援、支护结构绑压力、锚杆糖轴力和抗拔奶力等。而观帽测的主要目屿的是及时获新得围岩和支冒护结构受力上与变形的动严态信息，分捞析其变化趋千势来评价围民岩稳定性和势支护系统可且靠性择，康同时将量测劫数据与反分记析技术结合皮起来，以期扯更全面、真烂实地反映围里岩性态，并缠对隧道稳定垒性进行预测尿。收我国隧道施券工监控及围疮岩参数反分唤析，大都致费力于对围岩践各项弹塑性鞠参数及初始音应力进行反彻算。由于洞逮内及地表位衬移量测方便族，目前对反场分析的研究蛋主要集中在斤位移的反分臂析上，并对艰围岩参数及浸初始应力进邮行推算，然耐后分析预测翠隧道稳定性私及变形。另达外，慧在地质条件防较为复杂、给围岩类别多咸变的隧道施幻工中辅，剑由于回归分驱析无法考虑战更多的围岩冶信息将受到寄相当的限制池。蝇如何么将信息化反刃演理论引入叙到隧道爆破叠开挖控制参勺数反演问题站中唯，估以建立隧道袜围岩控制爆饮破参数的反掏演模型早，梨并将其用于械隧道开挖中保，裂爆破控制参吩数的适时在塌线反演若，念不断优化爆垃破设计参数洪，健实现隧道掘户进的动态信野息化实施瓣，伙这方面的研镜究对隧道施之工有着切实只的意义。捐综上所述策，目前关于惨山岭隧道施膜工，主要集猫中在隧道洞不口段稳定性槽研究、隧道提掘进爆破及帝其振动效应修、弓隧道开挖地辅质超前预报死技术挎、隧道施工释监控与反分稀析等方面。桨在山岭隧道桶的爆破开挖家过程中，爆士破参数的设灭计备与嚷施工方法的毒选择多将直接影响牵到隧道围岩酱以及贩支护结构的队稳定性，同庸时也影响到孤隧道爆破掘顿进的速度；凡对于浅埋宰、偏压业隧道，交爆破参数的坚控制孩将直接影响匀到地表的沉语降、隧道施拿工的安全。始如何在隧道置开挖过程中井有效地破碎速岩石、最大缓限度地提高宵掘进速度，扁同时控制爆戚破振动的有荣害效应，确考保围岩售的占稳定扩性堆，则是目前浙浅埋、偏压翻隧道蹦钻爆法施工骂过程葵中亟待解决捏的关键技术挨问题。召二、乡研究内容补依托工程哗概况党密兴路哈改建工程土火郎峪隧道振，设计公路武等级为二级平公路，隧道中建筑净宽亩10.5m央，限高绕5.0m锦,隧道全脖长罗618m求。典隧道衔场地地形起失伏大，进口跪处最低标高亦为荣238.5笼2m忘，山脊最高桂处标高为登297.2碌1m及，相对高差谅达樱58.7m眯，为构造低章山剥蚀地貌即(调如图割1面、图姓2栏)棕。酸场区半岩体旨多为强风化知、中风化溜斜长浅粒岩黑、片麻岩重，歉完整性差、栋节理裂隙发拥育夕，其中的隧道进口段劣(K10+拌215～K怪23+33中2)、出口冒(K10+概727～K不10+83嫩3)为V级确围岩，卸占全隧诚总长的困36.1％卷；齐洞身(K1像0+332忆～K10+傍727)为并Ⅳ培级围岩呀，占全隧庸总长的碍63.9％怜；宋隧道找埋深鼻，荷进出口段最纳小埋深叛仅为脊4m畅，且为偏压始隧道歌(尚如图辞1舰)旺，钟山脊最高处专埋深岂约陪50m迅，酒其余埋深在茎15变25m肿。生研究背景工栗程——火郎纹峪隧道枣，地质条件孟复杂，多为封强风化、中配风化变质岩圣，钓且为浅埋、桨偏压隧道刻。道图芽1瓣火郎峪隧摔道州—浅埋音、摧偏压立图访2主火郎峪隧道玉地质剖面图惠主要研究奶内容稀基于依托工储程——密兴表路火郎峪隧推道浅埋、偏包压粥且围岩地质君条件梯差较的特点，榴项目研究主限要开展如下涉几个方面的率工作：触1、浅埋偏遮压隧道洞口判段开挖促动力稳定性绪分析吓基于弦火郎峪隧道犹进络出贪口明挖段和杜浅埋段存在诉高边坡偏压习结构库、袋围岩压力分障布不均绕、铅地质条件差将、量施工难度大林的特点，代在代现场监测（翼包括地表沉嘴降、坡丹顶局位移、拱顶杀下沉、洞周敬收敛、范地质超前预耍报、羊爆破振动以用及结构动力零响应等）惰、程三维数值模旱拟快的基础上笔，深系统研究胞隧道夕爆破开挖过熄程中的洞口边坡莫、帝洞口词段沫和衬砌结构命的漏动力稳定性旋和安全性，失提出浅埋、旦偏压隧道合扣理的他施工工艺、绝钻爆参数烦和暑支护结构形夹式乌。扭2、鸽浅埋偏压隧愤道院施工多元信絮息自动监控春系统研究驾聚崭顿犁犯部情煮争律液舌霞倡博民购岗型耳秘乔淋逃揪叮橡践骗绑瓜林猫口杠银桑隔汽逗说足汁扯件法臭粮支苍3、浅埋侄偏压似隧道渠开挖孝爆破及其振母动规律研究族根据围岩物妇理力学性质胜和均浅埋偏压隧乞道灯地形地质条盯件，结合隧互道施工多元嘉信息监户控系统研究缴，系统研究纯不同围岩条勿件帅、不同施工受工艺栗下，浅埋速（偏压）捡隧道爆破开乡挖及其乘振动凳特征（频率班、振幅、作骂用时间和振日动速度等）岂、传播规律录、逢振动撞效应竖（海危害）桨与爆破条件宣的相互关系骡和规律性。少4、隧道斥开挖疫爆破垫设计能智能系统开宣发兽结合现代监耻测技术与勇隧道爆破衰理论分析，刘开发一套补适宜棋浅埋偏压迁隧道脏开挖宫爆破注设忌计趁智能系友统，实现不极同围岩级别玉、不同施工适方法隧道爆招破开挖数字邪化、精确化芬设计。裹5、浅埋性偏压挖隧道爆破开野挖关键技术挂研究滑基于隧道施知工系统监测败、她现场橡试验研究浓、骄爆破摔设计萄智能系统开音发顿以及动力有叔限元分析，蜜优化爆破像参数片；帖系统赵提出控制衬浅埋偏压肾隧道爆破破逗岩效果，同殃时降低爆破欺振动滴对佛地表锤、禽围岩、需衬砌结构傅以及周边环衔境影响的有滴效途径和方乔法；集成浅姻埋竿、偏压计隧道爆破开都挖关键技术旗及工法，并单在童火郎峪隧道辛工程中应用送。匠预期突破贴和创新祸1、准浅埋偏压隧傍道施工多元枯信息自动监国控系统航的开发研究鸭；桨2、镇浅埋偏压吐隧道边开挖培爆破韵设仁计肢智能系榆统旨研发，实现矿不同围岩级趟别、不同施展工方法隧道越爆破数字化旨、精确化设蓄计；捏3、滥复杂地质条描件下龄浅埋受偏压利隧道爆破开短挖关键技术足；寇4、浅埋偏荡压隧道爆破糖开挖施工赛工法。另三、研究方悲案研究方法禾采用室内外岭实验、系统抓监测、理论颜分析、数值丰模拟与谋依托工程录——密兴路拜改建工程火污郎峪隧道开吼挖抖相结合的方辟法。研究思路弱1、针对北百京及周边地尿区山岭隧道丙（已建、拟详建）的区域愈地质特征的熟调查，深入猛了解、认识尽区域地质以删及局部地质次构造特征；稠重点研究财隧道开挖绝过程中直接兼产生或可能记诱发的地质鞭灾害，特别资是爆破开挖糠对浅埋侍、偏压吗隧道及盼洞口边坡稳垃定性答的影响。驳2、依托项张目研究背景籍工程——密悦兴路改建工何程火郎峪隧赞道浅埋、偏蛛压洞口段爆出破开挖施工厚，在现场施铅工监测、三悲维数值模拟务分析的基础逝上，对隧道碍洞口段爆破森开挖动力反叉应与稳定性毛进行分析，窗提出浅埋、劫偏压隧道洞罪口段施工合浓理的钻爆施流工参数与支魄护结构形式绍。窜3、基于现歉代无线技术拖与检测技术服，把三维激奋光扫描、各航种数据采集春（包括隧道门拱顶下沉、歇洞周收敛、抵地表沉降、免围岩应力、纳支护结构压降力、锚杆轴畅力和抗拔力演、爆破振动甩、地质超前副预报等）、玩施工管理以市及视频监控杨有效结合在养一起，实现链隧道施工掌锯子面可视化出（图像）实汁时显示与分枝析、隧道施括工监测（控移）自动化数遗据采集与分军析，完成隧饼道施工多元卫信息自动控翠制系统的研披发，为复杂干围岩地质条忧件下隧道安绒全施工提供吸技术支撑。旅4、结合隧肯道施工多元砌信息监测，带系统研究不耀同级别围岩好、不同施工琴工艺匠条件下浅埋荡隧道爆破开瓜挖及其振动职效应；开发千一套隧道爆朽破开挖智能向专家系统，北实现不同地尾质条件、不贪同施工方法肯隧道爆破开堪挖数字化、卡精确化设计唯。蜂5、在上述建研究的基础劳上，系统提桂出控制隧道改爆破破岩效译果，同时降许低爆破楚振动最对围岩、支玩护结构以及篇周边环境影杯响的有效途伍径和方法，策同时集成浅艘埋隧道撑暂犁爆破糠开挖堡关键技术及库工法，确保棕复杂围岩地表质条件下隧论道施工安全渔，并在典型饿工程中应用溜。漂四、斩研究计划孤与剧阶段成果校研究工作摊进度计划丰2023.挡04智2023.阵07茶1、依托背钥景工程——调密兴路改建达工程火郎峪止隧道爆破开赖挖施工，开贼展浅埋偏压拍隧道洞口段钩开挖动力稳团定性、隧道煤洞口段爆破灾开挖与振动夹监测；初步顷得出提出浅景埋、偏压隧饺道施工合理扔的钻爆施工优参数；嫌2、初步完韵成隧道施工箱监控系统的华研发并开始英在现场试验恩；呢3、隧道爆腐破开挖设计散智