[發明專利]基坑開挖爆破時臨近混凝土管道動力響應特性的獲取方法

有效

• 申請號: 201811556618.0
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109612356B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 蔣楠;吳廷堯;姚穎康;孫金山;周傳波;羅學東;唐啟琛;夏宇磬;劉子寒
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

本發明公開了一種基坑開挖爆破時臨近混凝土管道動力響應特性的獲取方法，包括試驗場地的選取、試驗管道的埋設、試驗炮孔的爆破以及試驗測試。炮孔的爆破包括試驗炮孔的布設、試驗炮孔的裝藥及試驗炮孔起爆；試驗測試包括：管道內部應力應變測試，獲得爆破振動作用下管道內部應力應變的變化情況；管道內部振動速度、加速度測試，獲得爆破振動作用下管道內部振動速度、加速度變化情況；管道上部土體內土壓力、速度、加速度測試，獲得爆破振動作用下管道上部土體內不同位置處土壓力、速度、加速度變化情況；管道上方地表速度測試，獲得爆破振動作用下管道正上方沿管道軸向方向振動速度的變化情況，以及垂直于管道軸向方向的振動速度變化情況。

技術領域

本發明涉及巖土力學領域，尤其涉及一種基坑開挖爆破時臨近混凝土管道動力響應特性的獲取方法。

背景技術

現有《爆破安全規程》(GB6722-2014)中規定了土坯房、民用建筑、商業建筑、隧洞、巷道等的爆破振動安全允許標準，卻缺少埋地管道的爆破振動安全允許標準。而地下管網作為城市的生命線，涉及輸氣、輸水等方方面面，一旦受損破壞容易造成漏氣、斷水等災害事故發生，嚴重影響人民生活生產安全，產生重大不良社會效應。近年來隨著城市市政建設開發速度的不斷加快，隨著大規模的城市地鐵等市政工程(包含地鐵車站、通道等)建設與開發，爆破作為工程建設巖土體開挖的重要手段，常有城區基坑開挖爆破作業區域與在役埋地管道臨近的情況發生，城區基坑開挖爆破作業產生的爆破地震有害效應會對臨近埋地混凝土管道產生損傷破壞，對城區基坑工程安全高效建設及人民生命財產保障造成了嚴重威脅。

基于此，采用現場爆破試驗測試的手段，深入研究研究區域(尤其是城區)基坑開挖爆破作用下埋地混凝土管道的動力響應特性，所得結論為確立科學合理的埋地管道爆破振動安全判據提供了理論依據。研究成果對豐富爆破安全規程及管道工程安全評估方法具有重要的理論及實際意義；同時對于解決城區基坑開挖爆破安全生產問題，指導城區爆破震動效應控制技術的發展具有重要的工程應用價值。

發明內容

為了獲取研究區域基坑開挖爆破作用下埋地混凝土管道的動力響應特性，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供了一種基坑開挖爆破時臨近混凝土管道動力響應特性的獲取方法，包括以下步驟：

S1、獲取研究區域基坑工程地質情況、地下水分布情況和混凝土管道埋設分布情況，根據城區基坑開挖爆破工程案例，分析出城研究區域基坑開挖爆破常用爆破方案、參數及布孔特點，以確定爆破的炮孔布置參數；

S2、根據S1獲得的結果，選取試驗爆破場地，并根據實驗場地地質勘查報告，確定試驗場地的工程地質情況以及地下水分布情況；

S3、試驗管道的埋設：根據S1獲得的結果，選取一定尺寸大小和數量的承接式混凝土管，并開挖試驗管道埋設槽，同時對試驗管道進行拼接以及上方土體覆蓋；

S4、試驗炮孔布設：根據S1獲得的結果，布設一定孔深、孔徑、間距及數量的炮孔用于進行試驗；

S5、監測元件布設：在爆破試驗前分別在試驗管道內部相應位置處粘貼固定應變片、速度計及加速度計，以對試驗管道內壁環向和軸向進行應力應變測試、速度測試及加速度測試；在爆破試驗前分別在試驗管道上方土體相應位置處固定土壓力計、速度計及加速度計，以對試驗管道正上方土體進行土壓力測試、速度測試及加速度測試；在爆破試驗前在管道上方地表相應位置處固定速度計，以對實驗管道正上方地表沿管道軸線方向及垂直于管道軸線方向速度測試；

S6、試驗炮孔起爆：進行裝藥連線和防護，然后進行起爆，并利用布設的實驗數據獲取裝置進行實驗數據的測量；

S7、對試驗數據進行保存。

進一步地，在本發明的基坑開挖爆破時臨近混凝土管道動力響應特性的獲取方法中，所述步驟S1中獲取研究區域基坑工程地質情況和混凝土管道埋設分布情況，包括研究城區混凝土管道類型、尺寸大小、在役混凝土管道埋設所在土層工程地質情況以及埋深情況分布規律。