[發(fā)明專利]一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710761426.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107478523B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅洪賢;孔恒;吳進科;孫強;張鵬;周陽;文言;靳利軍;馬少軍;高飛;高明生;程立華;汪涼;吳江;張全賀;黃振龍;劉羽;王雄;付貴慶;高萬夫;王鵬;陳斌;陳偉;湯明;崔宇聲;王彬;張冰;崔少光
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市政建設(shè)集團有限責(zé)任公司;北京市市政一建設(shè)工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313
• 代理公司: 北京世衡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

1.一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法，其特征在于，所述爆破振動速度測試方法包括：

步驟S101，在先行隧道的中間巖墻內(nèi)設(shè)置多個鉆孔，所述鉆孔的數(shù)目為n，其中n＝[A/0.5]-1，A＝中間巖墻厚度，單位為m；其中第1個鉆孔距離后行洞掌子面的水平距離為2倍洞徑；第n個鉆孔距離爆破振動結(jié)束測試點的水平距離為2倍洞徑；從第1個鉆孔至第n個鉆孔，鉆孔深度分別為A-0.5，A-1，A-1.5，……，A-0.5(n+1)；鉆孔直徑D，0.11m≤D≤0.150m；鉆孔分上下兩排對稱布置，其中下排鉆孔的中心距離地面的高度為H₀，1m≤H₀≤2m；上下兩排鉆孔的間距為H，0.8m≤H≤1m；每排中相鄰鉆孔之間的間隔為S，0.8m≤S≤1m；

步驟S102，在鉆孔中安放速度傳感器；

步驟S103，用封堵材料封堵速度傳感器，使速度傳感器與巖墻成為一體，該封堵材料凝固后與巖墻波阻抗相匹配；

步驟S104，后行洞爆破施工過程中，利用速度傳感器采集后行洞爆破對中間巖墻產(chǎn)生的爆破振動速度，每個速度傳感器采集到的爆破振動速度直接反映該速度傳感器所在位置處的中間巖墻內(nèi)部的爆破振動速度；

當(dāng)后行洞掌子面距離最近的速度傳感器的水平距離為2倍洞徑時，開始進行爆破振動速度測試；

當(dāng)后行洞掌子面遠離速度傳感器的水平距離2倍洞徑時，結(jié)束爆破振動測試；

每次振動測試完成后，把爆破振動記錄儀中所記錄的振動數(shù)據(jù)通過傳輸線傳到電腦上存盤，并記錄相應(yīng)的后行洞的爆破參數(shù)，測量后行洞掌子面所在里程和速度傳感器所在鉆孔的里程；

之后，基于記錄的每次爆破振動數(shù)據(jù)、后行洞爆破參數(shù)、后行洞掌子面里程、速度傳感器所在鉆孔里程以及速度傳感器到后行洞墻壁距離建立中間巖墻的爆破振動速度傳播模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法，其特征在于，

所述步驟S104還包括：記錄該后行洞爆破所使用的炸藥量；以及測量后行洞掌子面和速度傳感器所在鉆孔的里程；

所述爆破振動速度測試方法還包括：步驟S105，基于巖墻內(nèi)部爆破振動速度、后行洞爆破所使用的炸藥量以及后行洞掌子面和速度傳感器所在鉆孔的里程，建立中間巖墻的爆破振動速度傳播模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法，其特征在于，所述爆破振動速度測試方法還包括：

利用所述爆破振動速度傳播模型，計算小間距隧道爆破施工時中間巖墻內(nèi)部不同位置處圍巖的爆破振動速度；并根據(jù)圍巖產(chǎn)生裂隙的臨界振動速度，確定中間巖墻的損傷破壞范圍，進而確定支護參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法，其特征在于，所述爆破振動速度測試方法還包括：

利用所述爆破振動速度傳播模型，計算小間距隧道爆破施工時后行洞爆破施工對先行洞或既有洞支護的振動速度，并根據(jù)所述支護所承受的臨界振動速度，來評估先行洞或既有洞支護的安全性。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法，其特征在于，

所述中間巖墻的爆破振動速度傳播模型利用如下公式表達：

式中：

V——爆破振動速度，cm/s；

Q——引起爆破振動的藥量，kg；

R——后行洞掌子面到速度傳感器的距離，m；

K、a——分別為與中間巖墻圍巖物理力學(xué)參數(shù)及地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)；

上述R通過如下公式計算得到：

其中的L為后行洞掌子面與速度傳感器的水平距離，其根據(jù)后行洞掌子面和速度傳感器所在鉆孔的里程可以計算出；W為速度傳感器到后行洞墻壁的距離，該W的計算公式為：W＝中間巖墻厚度A-鉆孔深度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法，其特征在于，

所述封堵材料由鉆孔碎渣和水泥、水混合形成。

7.一種采用如權(quán)利要求1-6任一所述的小間距隧道中間巖墻的爆破振動速度測試方法的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述爆破振動速度測試系統(tǒng)包括：

多個用封堵材料固定在鉆孔中的速度傳感器(1)，通過傳輸線與所述速度傳感器(1)相連接的爆破振動記錄儀(2)；所述鉆孔的數(shù)目為n，其中n＝[A/0.5]-1，A＝中間巖墻厚度，單位為m；其中第1個鉆孔距離后行洞掌子面的水平距離為2倍洞徑；第n個鉆孔距離爆破振動結(jié)束測試點的水平距離為2倍洞徑；從第1個鉆孔至第n個鉆孔，鉆孔深度分別為A-0.5，A-1，A-1.5，……，A-0.5(n+1)；所述鉆孔設(shè)置在先行隧道的中間巖墻內(nèi)，所述鉆孔用封堵材料封堵，使速度傳感器與巖墻成為一體，該封堵材料凝固后與巖墻波阻抗相匹配。