本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種深埋地下供水管線的爆破振動監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

近年來，近距下穿地下供水管線的隧道工程越來越多。當(dāng)采用鉆爆法開挖時(shí)，隧道爆破振動對近距離的地下供水管線安全構(gòu)成了嚴(yán)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(jīng)濟(jì)損失。

在李軍省(2013)《地鐵暗挖出入口下穿地下管線保護(hù)措施及計(jì)算分析》中，計(jì)算分析中未考慮爆破震動對管線的影響，也未提出爆破監(jiān)測方法；而在梁向前(2009)《地下管線的爆破振動安全試驗(yàn)與監(jiān)測》和《南水北調(diào)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(jiān)測方法：首先，通過在地表、地下5、10、19m處布設(shè)了4組傳感器,每組均埋設(shè)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(nèi)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(jìn)行實(shí)測，從爆源到天然氣管道方向共布置了5個(gè)觀測點(diǎn)，最近距離36.1m、最遠(yuǎn)距離226.2m(管道位置)，測點(diǎn)間距大約按對數(shù)等間距分布，得出的爆破地震波沿地面的傳播衰減規(guī)律，以此推出控制藥量，指導(dǎo)爆破施工。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)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(jiān)測問題；其次，另一方面是通過測試巖體內(nèi)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(jié)論并不具有普遍性；再次，通過對地面振速進(jìn)行實(shí)測得出爆破地震波的衰減規(guī)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(zhǔn)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(yīng)的爆破振動監(jiān)測方法?，F(xiàn)有的爆破振動監(jiān)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(jiān)測問題，由于深埋管線距離地面較遠(yuǎn)，而距離隧道較近，地面振速與管線處振速相差甚遠(yuǎn)，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(xiàn)有方法，通過打設(shè)深孔直接測量管線底部位置處的爆破振動，該方發(fā)實(shí)施十分困難，表現(xiàn)在：一是很多情況下不允許打設(shè)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(shí)施十分困難。

因此，本發(fā)明針對深埋地下供水管線的爆破振動監(jiān)測方法，由于埋深大，如果仍采用以上方法在地面進(jìn)行監(jiān)測，則必將與管線的實(shí)際爆破振動相差甚遠(yuǎn)，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(jiān)測方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種深埋地下供水管線的爆破振動監(jiān)測方法，包括以下步驟：

s1、計(jì)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(diǎn)，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(jì)算掌子面后方不同距離處的爆心距，計(jì)算公式為：

s4、根據(jù)管線振速與掌子面后方不同距離處的圍巖振速關(guān)系，

(α、β、γ是與地質(zhì)條件相關(guān)的系數(shù))，根據(jù)v1、v2、v3計(jì)算得出管線處的3個(gè)振速v1管、v2管、v3管；

s5、對管線處的3個(gè)振速v1管、v2管、v3管求代數(shù)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，評價(jià)管線的安全情況，優(yōu)化爆破施工方案，指導(dǎo)隧道控制爆破，確保管線安全。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s2具體測試方法為，分別測量獲得隧道跨度d，地下管線直徑d，隧道供水管線頂部距離地面h1，隧道供水管線底部距離隧道拱頂h2，然后在隧道爆破掌子面后方圍巖側(cè)壁布置3個(gè)測點(diǎn)，分別是n1、n2、n3，布置三向速度傳感器，測點(diǎn)距離隧道底部為h1，測試得到不同距離處l1、l2、l3處圍巖振速為v1、v2、v3。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的監(jiān)測方法簡單易行，可以在隧道爆破掌子面后方直接測試，避免了打設(shè)深孔測試的難度，也避免了在地面測試的不能反映深埋管線處振速的弊病，通過求解代數(shù)平均值能夠取得較為準(zhǔn)確的管線處的爆破振速數(shù)據(jù)，能夠直接對管線的振動安全作出評價(jià)，指導(dǎo)爆破施工。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中沿深度方向傳感器布置圖；

圖2為本發(fā)明隧道爆破振動測試的側(cè)面圖；

圖3為本發(fā)明隧道爆破振動測試的正面圖；

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖2和圖3所示，

實(shí)施步驟：

(1)隧道采用全斷面爆破，假定隧道軸線和管線軸線平行，管線底部距離隧道爆破掌子面中心豎向距離＝h2+h0/2＝10+10/2＝15m，水平距離為l0＝5m，則根據(jù)公式計(jì)算得出r1＝15.81m。

(2)假定某次爆破獲得掌子面后方圍巖距離l1＝10m、l2＝15、l3＝20m處測得振速分別為v1＝1.5cm/s、v2＝1.2cm/s、v3＝0.8cm/s。

(3)已知跨度d＝16m，h1＝1m，掌子面后方距離隧道爆源l1＝10m、l2＝15、l3＝20m的爆心距分別為r1后＝13.42m、r2后＝17.46m、r3后＝21.91m；計(jì)算公式為：

(4)(α、β、γ是與地質(zhì)條件相關(guān)的系數(shù))，根據(jù)v1、v2、v3計(jì)算得出管線處的3個(gè)振速v1管＝4.5cm/s、v2管＝4.8cm/s、v3管＝4.0cm/s。

(5)對管線處的3個(gè)振速v1管、v2管、v3管求代數(shù)平均值，作為管線處的振速值；計(jì)算得出管線振速平均值為v管＝4.43cm/s。

將獲得的管線處振速v管與管線爆破振動安全的控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，評價(jià)管線的安全情況，優(yōu)化爆破施工方案，指導(dǎo)隧道控制爆破，確保管線安全。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。