[發明專利]一種深埋地下供水管線的爆破振動監測方法

在審

• 申請號: 201710562432.5
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107165678A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 管曉明;孔恒;劉國宏;林雪冰;梁文廣;張麗麗;華正實;王旭春;余志偉;劉榮偉;熊怡思;楊占猛;郭飛;張春巍;劉會豐
• 申請（專利權）人: 北京市政建設集團有限責任公司;北京市市政三建設工程有限責任公司;青島理工大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，尤其是涉及一種深埋地下供水管線的爆破振動監測方法。

背景技術

近年來，近距下穿地下供水管線的隧道工程越來越多。當采用鉆爆法開挖時，隧道爆破振動對近距離的地下供水管線安全構成了嚴重威脅，爆破振動極容易引起管線損傷，甚至開裂，造成不可估量的經濟損失。

在李軍省(2013)《地鐵暗挖出入口下穿地下管線保護措施及計算分析》中，計算分析中未考慮爆破震動對管線的影響，也未提出爆破監測方法；而在梁向前(2009)《地下管線的爆破振動安全試驗與監測》和《南水北調中線京石段爆破振動安全問題研究》中，提出了淺埋(5m)地下管線的地面監測方法：首先，通過在地表、地下5、10、19m處布設了4組傳感器,每組均埋設水平向(垂直于管線開挖軸線)和鉛垂向兩臺傳感器，如圖1所示，測試爆破地震波，研究巖體內不同深度處的爆破振速，得出地表振速值明顯地大于地下5m處的振速值，二者相差2～3倍；然后，通過對地面振速進行實測，從爆源到天然氣管道方向共布置了5個觀測點，最近距離36.1m、最遠距離226.2m(管道位置)，測點間距大約按對數等間距分布，得出的爆破地震波沿地面的傳播衰減規律，以此推出控制藥量，指導爆破施工。如圖1所示，為現有技術中沿深度方向傳感器布置圖，其存在的主要問題及不足之處：首先，管線位于地下5m左右，屬于比較淺埋的管線，不涉及深埋管線的爆破振動監測問題；其次，另一方面是通過測試巖體內不同深度處的振速，得出地表振速值明顯地大于地下5m處的振速值，該結論并不具有普遍性；再次，通過對地面振速進行實測得出爆破地震波的衰減規律，并沒有得出管線處的爆破振速，以此控制管線的爆破振動安全，這種控制十分不準確，也偏于不安全。

由以上可以看出，對于深埋(埋深≥20m)地下供水管線而距離隧道較近(距離≤2D(D為隧道跨度))的情況下，目前還沒有相應的爆破振動監測方法。現有的爆破振動監測方法主要針對淺埋地下管線，通過測試地面爆破振速，來間接控制淺埋管線的爆破振動安全。對于深埋管線監測問題，由于深埋管線距離地面較遠，而距離隧道較近，地面振速與管線處振速相差甚遠，以地面振速控制管線振速的方法對于深埋地下管線則明顯不適用。另一種現有方法，通過打設深孔直接測量管線底部位置處的爆破振動，該方發實施十分困難，表現在：一是很多情況下不允許打設深孔；二是即使能打孔，傳感器的安裝也十分的困難，很難保證安裝的精度，實施十分困難。

因此，本發明針對深埋地下供水管線的爆破振動監測方法，由于埋深大，如果仍采用以上方法在地面進行監測，則必將與管線的實際爆破振動相差甚遠，不能確保隧道爆破振動下管線的安全，亟待提出一種新的監測方法。

發明內容

本發明提出一種深埋地下供水管線的爆破振動監測方法，有效的解決了深埋地下管線的隧道爆破振動監測的這一技術難題，對于隧道施工行業具有深遠的影響。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種深埋地下供水管線的爆破振動監測方法，包括以下步驟：

S1、計算管線距離隧道爆源中心的距離R₁；取隧道高度的一半為爆心點，則

S2、測試距離隧道掌子面后方不同距離處L₁、L₂、L₃處圍巖的振速為V₁、V₂、V₃；

S3、計算掌子面后方不同距離處的爆心距，計算公式為：

S4、根據管線振速與掌子面后方不同距離處的圍巖振速關系，

(α、β、γ是與地質條件相關的系數)，根據V₁、V₂、V₃計算得出管線處的3個振速V_1管、V_2管、V_3管；

S5、對管線處的3個振速V_1管、V_2管、V_3管求代數平均值，作為管線處的振速值；

S6、將獲得的管線處振速V_管與管線爆破振動安全的控制標準進行比較，評價管線的安全情況，優化爆破施工方案，指導隧道控制爆破，確保管線安全。