[發(fā)明專利]一種隧道分部開挖法中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)爆破安全的監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810541215.2
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108871129B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管曉明;胡宇斌;劉會豐;張良;宋景東;梁文廣;賈丁;楊占猛;熊怡思;蘇河修;張鵬;于云龍;茍康康
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市市政三建設(shè)工程有限責(zé)任公司;北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司;青島理工大學(xué)
• 主分類號: F42D3/04
• 分類號: F42D3/04;F42D1/00;E21D9/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張世功

本發(fā)明涉及一種隧道分部開挖法中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)爆破安全的監(jiān)測方法，具體操作步驟按照如下：先建立隧道分部開挖爆破下中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析模型；再模擬隧道距離中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)R處的一段炮孔以藥量Q爆破，并建立該距離R下中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)所受爆炸沖擊強(qiáng)度P與藥量Q的關(guān)系，再將臨界藥量Q_臨代入薩道夫斯基經(jīng)驗公式得到臨界藥量Q_臨下一定距離爆破掌子面L處中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)上的爆破振速V_臨；使用爆破測振儀實(shí)測得爆破振速V；將實(shí)測振速V與V_臨比較，V大于V_臨說明超過控制標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整監(jiān)測藥量，直至小于V_臨；該方法簡單易行，避免了直接在中隔壁上安裝應(yīng)力或應(yīng)變傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對中隔壁的爆破施工安全作出評價。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隧道分部開挖法中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)爆破安全的監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著高速鐵路、公路和地下軌道交通工程的發(fā)展，隧道工程也呈現(xiàn)出逐年增加趨勢。當(dāng)采用分部開挖的鉆爆法進(jìn)行施工時，爆破施工過程中產(chǎn)生的振動、沖擊波和飛石等有害效應(yīng)不可避免會對安全生產(chǎn)造成不利影響，尤其對隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響更大。當(dāng)隧道采用CD或CRD工法施工時，中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)與初期支護(hù)封閉成環(huán)，共同起到支撐圍巖、控制變形的作用。由于其距離爆破中心最近，爆破過程中產(chǎn)生的沖擊波和碎石極易造成中隔壁結(jié)構(gòu)的破壞，甚至坍塌，釀成工程事故。因此，開展中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)在隧道爆破下的安全監(jiān)測，對于確保隧道安全施工具有重要的意義。

隧道爆破掘進(jìn)過程中，爆破進(jìn)尺范圍內(nèi)的中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)極容易發(fā)生破壞，其主要原因是由于距離中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)最近的一段炮孔爆炸瞬間產(chǎn)生的爆炸沖擊波及飛石直接作用在中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)上，使其鋼拱架及噴射混凝土鋼筋網(wǎng)在爆炸沖擊波及飛石作用下發(fā)生沖擊破壞，并產(chǎn)生爆破地震波向遠(yuǎn)處傳播，引起中遠(yuǎn)處中隔壁的振動反應(yīng)。目前，由于隧道爆炸沖擊波下中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞屬于高速瞬態(tài)的高應(yīng)力、高應(yīng)變沖擊破壞，還沒有有效的監(jiān)測手段對中隧道爆破范圍內(nèi)中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力及高應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測，因此隧道爆炸沖擊波及飛石作用下的中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測還沒有相應(yīng)的監(jiān)測方法。

因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中難以解決隧道爆炸沖擊波及飛石作用下的中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測的難題，尋求設(shè)計提供一種隧道分部開挖法中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)爆破安全的監(jiān)測方法，該方法能夠獲取中隔壁的安全狀態(tài)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的爆破安全。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提出一種隧道分部開挖法中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)爆破安全的監(jiān)測方法，能夠有效的解決隧道爆炸沖擊波及飛石作用下的中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測這一技術(shù)難題，對于隧道施工行業(yè)具有深遠(yuǎn)的影響。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的一種隧道分部開挖法中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)爆破安全的監(jiān)測方法具體操作步驟按照如下：

S1、使用ANSYS/LS-DYNA動力有限元軟件，并通過流固耦合的方法建立隧道分部開挖爆破下中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析模型；

S2、使用步驟S1中所述模型模擬隧道距離中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)R處的一段炮孔以藥量Q爆破，并建立該距離R下中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)所受爆炸沖擊強(qiáng)度P與藥量Q的關(guān)系，擬合得到：A、β為擬合系數(shù)，將中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土抗拉強(qiáng)度F代入公式，得到距離R下的臨界藥量Q_臨；

S3、將臨界藥量Q_臨代入薩道夫斯基經(jīng)驗公式式中：V為質(zhì)點(diǎn)振速，K為場地因素系數(shù)，α為衰減系數(shù)，Q為單段最大起爆藥量，L為爆破偵測儀的測點(diǎn)與爆破掌子面距離，得到臨界藥量Q_臨下一定距離爆破掌子面L處中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)上的爆破振速V_臨；

S4、使用生石灰在內(nèi)的貼劑將爆破測振儀的速度傳感器固定至距爆破掌子面L處的鋼拱架底部，實(shí)測距離L中隔壁支護(hù)結(jié)構(gòu)上的爆破振速V；