地下空间的开发和利用是缓解交通压力一个有效的措施,既有建筑和管线对新建隧道的开挖造成了一定的困难,施工过程引起的围岩变形以及爆破过程产生的冲击波将带动既有建筑和管线变形,甚至造成灾害和事故,因此对于既有建筑和管线的保护是隧道施工的一个重要课题[1].隗建波建立铁路隧道下穿既有天然气管道三维数值模型,分析施工工程中隧道位移、轴力、弯矩和安全系数特征;考虑爆破荷载作用,分析天然气管道隧道的振动特征[2].邓祥辉采用现场监测的方法对隧道爆破掘进产生的振动进行实时监测,并根据采集的爆破数据回归分析,修正多孔爆破质点峰值振速理论计算公式[3].吴亮基于弹性力学和结构力学原理,建立既有层状围岩隧道迎爆侧最危险点的简化力学模型,依据岩体最大拉应力判据确定临界振动速度,结合地震波传播时的衰减规律,得出爆破施工时的最大单响药量,为隧道近接爆破动力扰动施工提供理论依据[4].张前进研究矿山法爆破振动的施工力学机理,揭示爆破振动对新建地铁隧道和既有地铁隧道应力、应变的影响,数值结果表明矿山法爆破振动对于既有运营地铁隧道结构的影响随着距爆破点位置的增加而降低,需要对爆破点附近位置进行重点防护[5].王亚朋根据爆破振速控制重难点和设计爆破振速控制要求,通过理论分析及施工经验,对掏槽型式、装药结构、爆破网络等爆破参数进行设计,提出了合理的爆破施工方案[6].

但是，目前国内对于旅游者行为的理论研究与消费者行为理论研究、心理学理论研究的融合尚显浅薄，仅局限于借用成熟理论对旅游现象进行表面解释，缺乏学科对话与沟通，尚未建立旅游学科独有的本土化理论基础与架构，以致旅游者行为理论贡献的知识溢出有限。总之，国内旅游者行为研究尚未形成独立的理论化研究范式，碎片化、分散性的研究普遍存在，交互式、融合性的研究尚显欠缺，未来应进一步挖掘旅游者旅游活动的本底特征，回归旅游者行为研究的本源，剥离广泛的社会现象发现深层次的互动关系，进而寻找科学的解集，不断丰富并外延相关概念，拓宽旅游研究的视野，推动旅游学科建立并完善自身的基础理论体系。

本文采用岩土隧道结构专用有限元分析软件MIDAS/GTS建立新建隧道和上方输气管道的三维数值模型.根据隧道的爆破施工组织方案进行爆破过程的动态时程分析,对下方隧道爆破过程中,地层、隧道、输气管道相应过程的模拟,得到上部既有输气管道的振动速度、位移、应力等指标,以此来评估铁路隧道修建对既有输气管道结构安全影响.

“我看鬼子飞机去得快来得快，肯定是从宜昌飞机场起飞的。让总司令调一支部队去宜昌，把鬼子的飞机场给端了。没有了飞机，我们付出的代价就会小许多。”

1 工程概况

新建铁路隧道上方有一输气管道,与隧道平面交角约为74°,据隧道拱顶约55 m.管道尺寸(直径×壁厚)=813 mm×11 mm,材质为L485,输送气体为甲烷,设计压力为6.3 MPa.地质资料显示该段隧道穿越地层为(J3s)泥岩夹砂岩、砂岩,岩层较平缓,隧道围岩质软拱顶自稳性较差,容易坍方.工程具体概况可参考文献[7].

2 爆破施工方案

由于爆破冲击波的作用,输气管道受力发生变化,图6是爆破过程中,输气管道各点产生的最大附加应力分布情况.爆破施工中最大附加拉应力为1.58 MPa,根据静力分析结果,爆破过程中管道最大拉应力为214.58 MPa,远小于管道材料屈服强度值;管道结构压应力更小,爆破施工前、后,管道结构应力处于材料屈服强度范围内.

将爆破荷载简化为具有线性上升段和下降段的三角形荷载,如图2所示,脉冲荷载作用总时间为100 ms,其中上升时间10 ms、下降时间90 ms.爆破峰值荷载P max取掏槽眼峰值压力为2-048 MPa,周边眼和辅助眼峰值压力为671.82 MPa.

  

图1 爆破设计Fig.1 Blasting design

 

表1 炸药爆破参数Tab.1 Explosive blasting parameter

  

型号 爆速(k m/s)炮孔直径(m)药卷直径(m)装药密度(g/c m3)直径32 mm,每条重300 g 4.8 0.042 0.032 1.1

  

图2 三角形脉冲荷载波形Fig.2 Triangular pulse load wavefor m

3 计算方案与模型

图7是隧道爆破开挖过程中,与隧道交叉点输气管道振动速度时程曲线.由图7可知,输气管道的振动速度峰值发生在掏槽眼起爆后的0.06 s,最大振速为0.017 m/s,后期炮眼起爆使振动延续,随着爆破完成后,经过短暂的振荡,能量衰减明显,输气管道振动随之迅速减小,并趋于稳定.

六里屯、阿苏卫、苏家坨三个案例中，垃圾焚烧厂都宣传自己是达标的，甚至是欧盟标准。但群众似乎并不信任。苏家坨案例中，2017年2月27日该焚烧厂发生了冒红烟事件，官方的解释是 “铁锈”、 “三氧化二铁”，居民并不买账，何况该焚烧厂还安有实时监控的电子显示屏。并且居民作为个体去监督焚烧厂，显然不具有相应的能力与技术条件，而与政府扯上关系的机构又通常不被信任，因此独立的第三方监督机构就想的尤为重要了。

  

图3 三维几何模型Fig.3 3-D geometrical modeling

  

图4 网格划分Fig.4 Mesh generation

4 动力计算结果与分析

图5是隧道爆破开挖过程中,输气管道最大竖向位移、振动速度和加速度分布情况,计算结果显示,下方隧道爆破施工导致上方输气管道发生振动和位移,其中竖向最大振动速度0.017 m/s,方向向上,最大竖向加速度1.36 m/s 2,发生在隧道与输气管道交叉点附近,随着离爆炸点距离的增加,应力波衰减较快,离爆破点越近振动越剧烈,而离爆破点较远的输气管道表面则非常小,而整个过程中由爆破振动产生的位移很小.

爆破施工炮眼布置如图1所示,分别布置掏槽眼与辅助眼、周边眼,其中9、11、13为周边眼,3、5、7为掏槽眼,15为辅助眼,采用毫秒微差爆破,爆破顺序为:掏槽眼→辅助眼→周边眼,起爆间隔20 ms.围岩开挖每1 m循环,采用孔深为1.0～1.2 m;最小抵抗线W为0.5～1.0 m,周边眼间距为0.4 m,同排炮眼间距为1～1.2 W,排距b约等于W;单孔装药量按q=αβL计算,α为装药系数(掏槽眼取0.7,周边眼和辅作眼取0.5),β为炸药单位长度质量(kg/m),L为循环进尺(1 m).炸药及爆破参数见表1.

计算采用有限元分析软件MIDAS/GTS进行三维数值模拟分析,根据爆破施工方案进行隧道爆破过程的动态时程分析,对下方隧道爆破过程中,地层、隧道、输气管道相应过程的模拟,得到上部既有输气管道的振动速度、位移、应力等指标,分析铁路隧道修建对既有输气管道结构安全影响.

一般情况下,计算模拟范围为水平方向隧道外边缘到模型边界3～6倍洞径,隧道底部距模型下边界距离大于3倍洞径,建立如图3所示的三维实体模型,纵向和横向尺寸分别为200 m和160 m.围岩体按弹塑性材料考虑,并服从屈服准则,隧道支护结构按弹性材料考虑,隧道围岩和初支采用三维四面体四节点实体单元,隧道衬砌结构采用二维三角形板单元,如图4所示.模型的边界条件通过限制4个侧面和底面法向的位移来实现.

  

图5 爆破过程中输气管道的分布Fig.5 Distribution of gas pipeline during blasting

  

图6 管道最大附加应力分布Fig.6 Maximum additional pressure stress distribution of gas pipeline

  

图7 输气管道振动速度时程曲线Fig.7 Vibration velocity ti me history curve of gas pipeline

5 结论及建议

新建隧道爆破施工对既有输气管道产生一定影响.采用有限元分析软件MIDAS/GTS进行三维数值模拟分析,根据爆破施工方案进行隧道爆破过程的动态时程分析.计算结果表明:新建隧道下穿既有输气管道段爆破施工过程,引起输气管道最大振速为1.7 c m/s,小于常见工程控制振速2 c m/s,且管道受力远小于材料屈服强度,因此按照该爆破方案施工,爆破施工对输气管道的安全影响处于可接受范围.建议施工时应严格按照设计参数进行施工,采用弱爆破开挖,重视保护岩体完整性,降低爆破振动对输气管道的扰动,确保安全.

今年58岁的陈祥平原本是糖厂的司机。退休后，在商场找了个保安的活。这的保安并不难干，无非是四处转转，看看有没有可疑的人或安全隐患，再就是每天去大厦的物业领一摞子停车卡，然后再发给停在商场门口的车主们。去商场上班的第一天，保安队长老黄让陈祥平先出去转转，熟悉一下周围的环境。陈祥平哼着小曲儿溜达了一小天。晚上回家还和妻子感叹，这回真找了个轻松自在的活。

参考文献:

[1]王雨.地铁隧道施工对地下管线变形的影响研究[D].北京:北京交通大学,2014.

[2]隗建波.铁路隧道爆破施工对既有天然气管道隧道的影响分析[J].中国高新技术企业,2017(12):187-188.

[3]邓祥辉,杨俊,王睿,等.道路下浅埋隧道爆破施工振动影响的试验研究[J].中国安全生产科学技术,2018,14(7):169-174.

[4]吴亮,李凤,卢文波,等.爆破扰动下邻近层状围岩隧道的稳定性与振速阈值[J].爆炸与冲击,2017,37(2):208-214.

[5]张前进,武科,崔帅帅,等.新建隧道下穿既有地铁爆破施工数值模拟[J].交通科学与工程,2018,34(3):38-45.

[6]王亚朋,李梓源.浅埋铁路隧道下穿高速公路爆破施工方案[J].民营科技,2016(3):75-76.

[7]张龙,覃羽诗,韩文杰,等.隧道施工对上方既有输气管道结构安全的影响分析[J].江苏建筑职业技术学院学报,2018,18(1):12-15.