[发明专利]一种隧道近距穿越地下管线的爆破振动监测及控制方法

说明书

本发明涉及一种隧道近距穿越地下管线的爆破振动监测方法，具体步骤如下：在距离管线一定距离找到一个与管线所在位置地层分布相同似的地层来安装传感器；获得传感器的间距以及传感器距离隧道的纵向距离等参数；在传感器设计安放位置进行钻孔，在钻孔内安放传感器；计算各传感器距离每次隧道爆破时爆源中心的距离；运用萨道夫斯基经验公式得出经验参数K、α；当隧道掌子面距离1号传感器纵向距离L₁，根据三个传感器的监测数据进行回归分析得出K₁、α₁；当隧道掌子面距离1号传感器L₂、L₃距离时，分别进行第二、第三次监测经回归分析得出K₂、α₂、K₃、α₄，对得出的三组经验参数取平均值，确定最终的K、α；该方法简单易行，预测结果准确。

技术领域：

本发明属于隧道施工技术领域，特别涉及一种隧道近距穿越地下管线的爆破振动监测方法。

背景技术：

城市交通拥堵问题日益突出，城市地下轨道交通获得了前所未有的快速发展。城市中修建地铁时，不可避免的会遇到大量下穿各类市政地下管线的隧道。对于岩质地层，钻爆法仍然是隧道施工的主要方法，过大的隧道爆破振动会导致土体中管线开裂，甚至发生破坏。因此，在不扰动、不开挖管线的情况下，提出一种隧道近距穿越地下管线的爆破振动监测方法，通过掌握隧道爆破振动在地层中的传播规律，掌握管线处的爆破振动情况，对管线进行安全评价，并以此反馈隧道爆破施工。

目前，地下管线的爆破振动监测通常直接将传感器安放到管线上，但是传感器直接安放到市政管线上会产生很多问题。由于很多市政地下管线修筑时间较为久远，外渗情况较为严重，无法直接将传感器安放到市政管线上，而且一旦进行管线开挖，安装传感器，极易造成对管线的扰动和破坏。所以，往往需要采取间接监测方法来获取地下管线处的爆破振速。在隧道掌子面距离管线50m之前时，通过布设速度传感器，根据实测爆破振速，得出爆破振动波在地层中的传播规律，然后根据管线位置，计算得出管线处的爆破振速，实现对管线的安全评价和反馈隧道爆破施工。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，寻求设计一种隧道近距穿越地下管线的爆破振动监测方法，能够有效解决现有技术中地下管线的隧道爆破振动监测的技术难题。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种隧道穿越地下管线的爆破振动监测方法具体按照如下步骤进行：

S1、针对隧道上方埋有管线的地形，根据工程勘察资料确定管线前100m范围内地层分布，在管线前50m到100m范围以内，确定3个与管线所在位置纵向土层分布基本相同的位置，在上述位置分别安放速度传感器，用于监测隧道爆破后形成的地震波传播至传感器处产生的振动速度，振动速度是规范中评价管线损伤的指标，因此通过监测管线处的振动速度来指导隧道爆破施工，避免管线发生损伤，所有速度传感器的底部与管线底部距离隧道正上方的垂直距离相等并均为h，1号传感器和2号传感器之间的设置间距为S₁，2号传感器和3号传感器之间的设置间距为S₂，3号传感器距离管线之间的设置间距为S₃；

S2、根据工程勘察资料和现场实际测量，获取隧道掌子面距离1号传感器的纵向距离L，及传感器底部距离隧道正上方的垂直距离h，隧道直径为D；、

S3、钻孔步骤：

确定好位置后，在所有传感器设计的安装位置上进行钻孔用以放置护壁套管；钻孔至与管线底部相同埋深处后进行清洗，在钻孔中设置护壁套管；

S4、传感器安装步骤：

将传感器底部与护壁套管底部的圆形钢板刚性连接，然后将钢管与传感器顶部刚性连接，传感器的数据传输线通过钢管内部到达地面，然后在护壁套管与钢管之间填充回填土，回填土采用与原地层相同的土体；