№83-25

Оцінка недоліків проведення буровибухових робітврізних гірських масивах

А.С. Лапченко¹https://orcid.org/0000-0003-4037-5395

¹Національний транспортний університет, Київ, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 83:280–287

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Полягає в оцінці параметрів дефектів які виникають в навколо контурному масиві тунельної виробки при проведенні буровибухових робіт в різних ґрунтах та гірських масивах на основі практичного досвіду і реальних об’єктів будівництва тунелів.

Методика. Застосовувалась комплексна методика дослідження на основі виробничих даних оцінки впливу буровибухових робіт в різних ґрунтах та гірських масивах на контур виробки, що включає метод наукового узагальнення і аналізу, а також експертну оцінку дослідних об’єктів. Комплексна методика проведена на основі вітчизняних і міжнародних об’єктів тунелебудування, включно з метробудуванням.

Результати. За результатами наведених досліджень шорсткість та тріщинуватість після вибухів показали тенденцію зниження в міру оптимізації схеми зарядження. Зона найбільшої шорсткості спостерігалась в арковій частині виробки. Наведено дані досліджень щодо витрат бетону в залежності від шорсткості поверхні контуру виробки. За цими залежностями може бути оцінено витрату бетону залежно від шорсткості поверхні контуру виробки. На основі проведених досліджень зроблено висновок про можливість досягнення високої якості вибухових робіт лише на основі комплексної інтеграції: геологічних даних, проектної схеми, технології заряджання, моніторингу та корекційних заходів.

Наукова новизна. Встановлені залежності тріщинуватості гірського масиву, максимальної шорсткостінавколо контурного масиву та додаткових витрат бетону після проведеного вибуху від існуючої тріщинуватості гірського масиву перед вибухом в залежності від виду ґрунту або гірської породи. Для різних видів ґрунтів та гірських порід побудовано узагальнені криві залежностей тріщинуватості гірського масиву, максимальної шорсткості навколо контурного масиву та додаткових витрат бетону від існуючої тріщинуватості гірського масиву перед вибухом, що може бути використано в якості експрес-методу.

Практична значимість. На основі отриманих закономірностей можна проводити контроль за технологічною дисципліною при проведенні буровибухових робіт та оперативно змінювати параметри буровибухових робіт для досягнення конкретної величини розглянутого потрібного параметру.

Ключові слова: буровибухові роботи, витрата бетону, гірський масив, контурна виробка, тріщинуватість, тунель, шорсткість.

Перелік посилань

1. Lei, M., He, R., Liu, L., Sun, N., Qin, G., & Zhang, Y. (2022). Mechanical Mechanism and Shaping Effect of Tunnel Blasting Construction in Rock with Weak Interlayer. Sustainability, 14(20), 13278. https://doi.org/10.3390/su142013278

2. Zhang, Y., Zhou, J., Li, J., He, B., Armaghani, D. J., & Huang, S. (2025). Advancing overbreak prediction in drilling and blasting tunnel using MVO, SSA and HHO-based SVM models with interpretability analysis. Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 11(1). https://doi.org/10.1007/s40948-025-00963-1

3. Shi Jian-Jun , Guo Shu-Cheng , Zhang Wei (2022) Expansion of Blast Vibration Attenuation Equations for Deeply Buried Small Clearance Tunnels Based on Dimensional Analysis. Frontiers in Earth Science. 10, 889504. https://doi.org/10.3389/feart.2022.889504

4. Imashev, A., Mussin, A., & Adoko, A. C. (2024). Investigating an Enhanced Contour Blasting Technique Considering Rock Mass Structural Properties. Applied Sciences, 14(23), 11461. https://doi.org/10.3390/app142311461

5. Айвазов, Ю.М. (2005). Вишукування і проектування гірських транспортних тунелів. Ч.1. НТУ, Київ.

6. ДБН В.2.3-7:2018 Метрополітени. Основні положення. (2018). Київ.

7. Cao, H., Wang, D., Guo, J., Zhang, Q., & Wu, T. (2024). Blasting safety criterion of existing high speed railway tunnel over tunnel. Journal of Vibroengineering, 26(7), 1670–1685. https://doi.org/10.21595/jve.2024.24186

8. Löhner, R. (2001). Applied CFD Techniques: An Introduction Based on Finite Element Methods (2nded.). J. Wileyand Sons, Chichester.

9. Labra, C., Rojek, J., Oñate, E. et al. (2008). Advances in discrete element modelling of underground excavations. Acta Geotech. 3, 317–322. https://doi.org/10.1007/s11440-008-0071-2

10. Onate, E., Labra, C., Zarate, F., Rojek, J., & Miquel, J. (2005). Avances en el desarrollo de los me´todos de elementos discretos y de elementos f initos para el ana´lisis de problemas de fractura. Anales de Meca´nica de la Fractura, 22, 27–34. https://esearchgate.net/publication/238567500_Avances_en_el_desarrollo_de_los_metodos_de_elementos_discretos_y_de_elementos_finitos_para_el_analisis_de_problemas_de_fractura

11. Onate, E., & Rojek, J. (2004). Combination of discrete element and finite element methods for dynamic analysis of geomechanics problems. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 193(27–29), 3087–3128. https://doi.org/10.1016/j.cma.2003.12.056.

12. Oñate, E., Zárate, F., Miquel, J. et al. (2015). A local constitutive model for the discrete element method. Application to geomaterials and concrete. Comp. Part. Mech., 2, 139–160. https://doi.org/10.1007/s40571-015-0044-9

13. Zárate, F., Gonzalez, J. M., Miquel, J., Löhner, R., & Oñate, E. (2018). A coupled fluid FEM-DEM technique for predicting blasting operations in tunnels. Underground Space, 3(4), 310–316. https://doi.org/10.1016/j.undsp.2018.09.002

14. Zarate, F., Cornejo, A., & Onate, E. (2018). A three dimensional FEM DEMtechniquefor predicting the evolution of fracture in geomaterials and concrete. Computational Particle Mechanics, 3(5), 411–420. https://doi.org/10.1007/s40571-017-0178-z

15. Zhang, J., Li, M., & Yang, X. (2017). Analysis and optimization of mutual influence of single channel tunnel construction blasting. Vibroengineering Procedia, 11, 79–84. https://doi.org/10.21595/vp.2017.18464

16. Akdag, S., Karakus, M., Nguyen, G. D., Taheri, A., & Bruning, T. (2021). Evaluation of the propensity of strain burst in brittle granite based on post-peak energy analysis. Underground Space, 6(1), 1–11. https://doi.org/10.1016/j.undsp.2019.08.002

17. Yi, C. P., Nordlund, E., Zhang, P., Warema, S., & Shirzadegan, S. (2021). Numerical modeling for a simulated rockburst experiment using LS-DYNA. Underground Space, 6(2), 153–162. https://doi.org/10.1016/j.undsp.2019.11.002

дата першого надходження статті до видання – 03.10.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 07.11.2025
дата публікації (оприлюднення) – 29.12.2025