[发明专利]基坑开挖爆破时临近混凝土管道动力响应特性的获取方法

说明书

本发明公开了一种基坑开挖爆破时临近混凝土管道动力响应特性的获取方法，包括试验场地的选取、试验管道的埋设、试验炮孔的爆破以及试验测试。炮孔的爆破包括试验炮孔的布设、试验炮孔的装药及试验炮孔起爆；试验测试包括：管道内部应力应变测试，获得爆破振动作用下管道内部应力应变的变化情况；管道内部振动速度、加速度测试，获得爆破振动作用下管道内部振动速度、加速度变化情况；管道上部土体内土压力、速度、加速度测试，获得爆破振动作用下管道上部土体内不同位置处土压力、速度、加速度变化情况；管道上方地表速度测试，获得爆破振动作用下管道正上方沿管道轴向方向振动速度的变化情况，以及垂直于管道轴向方向的振动速度变化情况。

技术领域

本发明涉及岩土力学领域，尤其涉及一种基坑开挖爆破时临近混凝土管道动力响应特性的获取方法。

背景技术

现有《爆破安全规程》(GB6722-2014)中规定了土坯房、民用建筑、商业建筑、隧洞、巷道等的爆破振动安全允许标准，却缺少埋地管道的爆破振动安全允许标准。而地下管网作为城市的生命线，涉及输气、输水等方方面面，一旦受损破坏容易造成漏气、断水等灾害事故发生，严重影响人民生活生产安全，产生重大不良社会效应。近年来随着城市市政建设开发速度的不断加快，随着大规模的城市地铁等市政工程(包含地铁车站、通道等)建设与开发，爆破作为工程建设岩土体开挖的重要手段，常有城区基坑开挖爆破作业区域与在役埋地管道临近的情况发生，城区基坑开挖爆破作业产生的爆破地震有害效应会对临近埋地混凝土管道产生损伤破坏，对城区基坑工程安全高效建设及人民生命财产保障造成了严重威胁。

基于此，采用现场爆破试验测试的手段，深入研究研究区域(尤其是城区)基坑开挖爆破作用下埋地混凝土管道的动力响应特性，所得结论为确立科学合理的埋地管道爆破振动安全判据提供了理论依据。研究成果对丰富爆破安全规程及管道工程安全评估方法具有重要的理论及实际意义；同时对于解决城区基坑开挖爆破安全生产问题，指导城区爆破震动效应控制技术的发展具有重要的工程应用价值。

发明内容

为了获取研究区域基坑开挖爆破作用下埋地混凝土管道的动力响应特性，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基坑开挖爆破时临近混凝土管道动力响应特性的获取方法，包括以下步骤：

S1、获取研究区域基坑工程地质情况、地下水分布情况和混凝土管道埋设分布情况，根据城区基坑开挖爆破工程案例，分析出城研究区域基坑开挖爆破常用爆破方案、参数及布孔特点，以确定爆破的炮孔布置参数；

S2、根据S1获得的结果，选取试验爆破场地，并根据实验场地地质勘查报告，确定试验场地的工程地质情况以及地下水分布情况；

S3、试验管道的埋设：根据S1获得的结果，选取一定尺寸大小和数量的承接式混凝土管，并开挖试验管道埋设槽，同时对试验管道进行拼接以及上方土体覆盖；

S4、试验炮孔布设：根据S1获得的结果，布设一定孔深、孔径、间距及数量的炮孔用于进行试验；

S5、监测元件布设：在爆破试验前分别在试验管道内部相应位置处粘贴固定应变片、速度计及加速度计，以对试验管道内壁环向和轴向进行应力应变测试、速度测试及加速度测试；在爆破试验前分别在试验管道上方土体相应位置处固定土压力计、速度计及加速度计，以对试验管道正上方土体进行土压力测试、速度测试及加速度测试；在爆破试验前在管道上方地表相应位置处固定速度计，以对实验管道正上方地表沿管道轴线方向及垂直于管道轴线方向速度测试；

S6、试验炮孔起爆：进行装药连线和防护，然后进行起爆，并利用布设的实验数据获取装置进行实验数据的测量；

S7、对试验数据进行保存。

进一步地，在本发明的基坑开挖爆破时临近混凝土管道动力响应特性的获取方法中，所述步骤S1中获取研究区域基坑工程地质情况和混凝土管道埋设分布情况，包括研究城区混凝土管道类型、尺寸大小、在役混凝土管道埋设所在土层工程地质情况以及埋深情况分布规律。