[實用新型]用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220038501.5
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN202442785U
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學民;張慶彬;陽軍生;梁奎生;游永峰;張健;劉洪震
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;E21D9/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測裝置。

技術(shù)背景

盾構(gòu)機通常應(yīng)用于軟土地層，隨著盾構(gòu)在隧道工程領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，復雜地層條件下盾構(gòu)掘進施工技術(shù)逐步得到工程界的高度重視。當盾構(gòu)穿越地層范圍內(nèi)存在兩種或兩種以上地層，且不同地層的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及巖土力學等特征相差懸殊時，如掘進范圍內(nèi)隧道斷面上部為第四系松軟土層，而下部為高強度的堅硬巖石地層，盾構(gòu)施工面臨推力和盾構(gòu)姿態(tài)難以控制、刀具與刀盤磨損嚴重，效率低等技術(shù)難題，掘進前必須提前對特硬基巖或孤石進行破碎預處理，以滿足泥水盾構(gòu)機破碎機和出渣系統(tǒng)的技術(shù)要求。

目前解決盾構(gòu)掘進遇到的上述技術(shù)難題，常采用于基巖或孤石破碎預處理的傳統(tǒng)方法包括：(1)盾構(gòu)機強行磨進；(2)沖孔樁破碎基巖或孤石；(3)人工挖孔樁；(4)帶壓進倉人工破碎；(5)地下爆破破碎基巖或孤石等。前4種方法存在施工成本高，施工難度大，處理時間長，安全風險高，易引發(fā)安全事故等缺點。方法5因具有施工方便，安全高效，節(jié)約工期和成本等優(yōu)點，在軟硬不均或特硬地層盾構(gòu)施工中逐步得到推廣應(yīng)用。當盾構(gòu)掘進過程中遇到上下軟硬不均地層時，采用地下鉆爆預處理法，當爆破點距離盾構(gòu)掘進掌子面較近或者爆破最大段藥量較大時，必然存在爆破振動對盾構(gòu)機系統(tǒng)的影響問題。較大的爆破振動可能造成盾構(gòu)泥水倉工作壓力瞬間超過安全極限，對泥水系統(tǒng)或停機保壓系統(tǒng)造成不利影響，嚴重時將引起盾構(gòu)泥水系統(tǒng)的損壞及掌子面失穩(wěn)塌方。中國發(fā)明專利公報于2011年1月5日公開了專利申請?zhí)枮?01010266254.X、專利名稱為《一種海底隧道在陸域段穿越復雜建筑群的爆破施工方法》的發(fā)明專利申請，其提出彌補了目前下穿建筑群海底隧道硬巖爆破施工中現(xiàn)有技術(shù)未根據(jù)振速控制指標及測試數(shù)據(jù)確定爆破次數(shù)和最大段藥量等技術(shù)參數(shù)的不足，但未涉及到海底隧道水下硬巖預處理對盾構(gòu)安全掘進的影響研究。此外，在廣東某核電海底取水隧道工程中，德國Herrenknecht盾構(gòu)設(shè)備生產(chǎn)商曾明確提出必須對爆破的影響進行動態(tài)監(jiān)測，以評價硬巖爆破對盾構(gòu)系統(tǒng)的影響。為解決該技術(shù)難題，亟需一種適用于海底特硬地層爆破預處理對泥水盾構(gòu)影響的測試裝置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提出一種用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測裝置，該用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測裝置具有安裝便捷、現(xiàn)場操作方便、對施工干擾小的優(yōu)點，適于各種海底隧道硬巖段預爆破處理對盾構(gòu)安全影響的振動監(jiān)測。

本實用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測裝置，包括微處理器和多個爆破振動速度傳感器，多個爆破振動速度傳感器均與微處理器連接，爆破振動速度傳感器通過伸縮機構(gòu)與盾構(gòu)機前端連接，爆破振動速度傳感器與盾構(gòu)掘進掌子面緊貼。

所述的伸縮機構(gòu)包括液壓支桿和液壓活動桿；液壓活動桿的外端部設(shè)有用于安裝爆破振動速度傳感器的U型卡槽。

所述的爆破振動速度傳感器為5個，分別位于盾構(gòu)掘進掌子面的中心點、豎向中心線上下各1/2～2/3半徑處以及水平中心線左右各1/2～2/3半徑處。

有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實用新型提出的用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測裝置，可根據(jù)各監(jiān)測點的振動速度(通過設(shè)置在監(jiān)測點的多個爆破振動速度傳感器檢測得到)及泥水壓力幅值變化(泥水系統(tǒng)工作壓力幅值通過盾構(gòu)機實時監(jiān)控系統(tǒng)獲得，一般控制在1.9-3.3bar左右)判斷掌子面前方爆破對盾構(gòu)泥水系統(tǒng)的影響度，基于盾構(gòu)生產(chǎn)商提供的振動標準和泥水壓力安全閥值，實現(xiàn)快速準確地評定每次爆破效果，進而優(yōu)化爆破參數(shù)，減小硬巖爆破對盾構(gòu)系統(tǒng)的安全影響。本實用新型具有安裝便捷、現(xiàn)場操作方便、對施工干擾小、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點，適于各種海底隧道硬巖段預爆破處理對盾構(gòu)安全影響的振動監(jiān)測，對確保海底隧道安全施工具有重要意義。

附圖說明

圖1是用于基巖爆破預處理施工中的海底盾構(gòu)機的振動監(jiān)測系統(tǒng)圖；

圖2是掌子面測點布置圖；

圖3是液壓支桿裝置圖；

附圖中：1——海平面；2——套管及鉆孔；3——爆破源；4——盾構(gòu)掘進掌子面；5——爆破振動監(jiān)測點；6——盾構(gòu)機；7——襯砌管片；8——基巖；9——液壓支桿；10——圓形平板支座；11——U型卡槽；12——傳感器。

具體實施方式

以下將結(jié)合圖和具體實施過程對本實用新型做進一步詳細說明。

實施例1：