擅长领域：dyna/abaqus/hypermesh

专家档案: http://www.jishulink.com/content/other/1586

  

欢迎留言回复或提问，有协作需要的请点击专家主页中的“咨询”

这是系列案例，后期将会有更多案例推出，欢迎大家关注并点赞～

引言

2012年12月25日14时40分左右，中国中铁隧道集团公司六标项目部第六分部，在南吕梁山隧道1#斜井正洞进口右线违规销毁爆炸器材，造成8人死亡，5人受伤。

1  工程概况

山西中南部铁路通道，线路全长1260 km，设计时速120 km/h。西起山西吕梁瓦塘站，东至山东日照南站，为国家Ⅰ级双线铁路。南吕梁山隧道进口端位于蒲县境内，出口端位于临汾市尧都区与洪洞县交界处，设计为双洞单线隧道，线间距30 m。六分部承担南吕梁山隧道1#、2#斜井及相应正洞施工。南吕梁山隧道为双线单洞上下分离式隧道，左线全长23443 m，右线全长23469.7 m。其中，1#斜井长2507 m，2#斜井长2757 m，正洞左、右线各9343 m。两单线隧道按500m间距设一联络通道。

隧道采用钻爆法施工，其中Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面开挖法施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工。

2  事故经过

事故发生前1#斜井工区右线仅剩一个开挖循环即到达预定里程，剩余部分由其他工区施工。

2012年12月25日上午11时30分左右，因2号炸药库房库存剩余的火工品还有14000 m导爆索，4000 m导爆管、部分毫秒雷管和炸药要全部进行清理，作业一队工作人员违规将14000 m导爆索、4000 m导爆管和其他爆炸物品运至洞内，并将导爆索运到隧道右线掌子面后方约35m处卸下。工作面除了领工员、班长、副班长外，其他人员已经撤离。随后，由领工员和班长将导爆索搬运至开挖工作面附近摆放。

14时05分，发出了放哨警戒信号，14：40左右发生爆炸，造成隧道内8人死亡、5人受伤。

3  理论计算

3.1  爆源点确认

经勘查分析，28箱14000 m导爆索堆放处，即此次事故的爆源点。

3.2  爆炸物数量及其TNT当量

2012年12月25日当日在南吕梁山隧道1#斜井正洞右线进口DK301+174.6参与爆炸销毁的爆炸物有：导爆索14000 m，导爆管4000 m，折合炸药TNT当量232.6 kg。

4  有限元模型建立

在hypermesh中建立有限元模型，隧道结构如下图所示：

网格划分如下图所示，主要处理两平行隧道和交叉处隧道的网格:

交叉处网格划分

端面网格划分

单元总数为2105900，节点数为1988982，单元数多主要耗内存，内存建议在12G以上，单元基本尺寸为25cm，其中隧道壁采用刚性shell163，空气和炸药采用solid164，单元算法隧道壁采用常应力1号单元算法，空气和炸药采用11号ale算法，炸药尺寸通过炸药密度以及质量确定下来，对空气进口处和出口处通过set_segment和boundary_non_reflection关键字组合定义无反射边界条件，空气和炸药通过*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP关键字绑定在一个单元算法里面，通过*initial_detonation设定起爆点和起爆时间，隧道壁和空气炸药之间采用共节点耦合。通过*control_ternimition设定起爆时间为1.5s，模型单位制选择cm-g-us-mbar.

5  有限元结果分析

不同时刻空气压力云图如下图所示：

 

选取隧道内不同位置点进行压力分析：

当爆破压力大于30kpa时对人会造成危害，因此可以看出自爆破处到斜巷以及斜巷子处压力均大于30Kpa，距离爆破源越远压力峰值逐渐递减，所标示的点压力峰值最小在30Kpa左右，所标示点亦为爆破所造成人员伤亡处。