[发明专利]地铁车站爆破周边埋地压力管道安全性判定方法及装置

说明书

本发明公开了一种地铁车站爆破周边埋地压力管道安全性判定方法及装置，将多个三向振动速度传感器依次布置在地铁车站爆破爆源与管道上方地表的垂直连线上，测量不同爆破深度下埋地压力管道上方的地表振动速度；对多组地表振动速度进行多元函数拟合，构建管道上方地表振动速度预测模型；对管道振动速度与地表振动速度进行拟合，构建埋地压力管道振动预测模型；对管道振动速度与峰值有效动应力数据进行拟合，构建相关关系模型计算不同爆破工况下压力管道的峰值有效动应力；并根据管道应力判别式判断管道的安全性。本发明能够实现快速准确的预测埋地压力管道的振动速度特征，判定其安全性，对保证地铁车站爆破工程的安全、高效进行具有重要意义。

技术领域

本发明涉及地铁车站爆破和管道工程技术领域，特别涉及一种地铁车站爆破周边埋地压力管道安全性判定方法及装置。

背景技术

爆破是一种高效、快速的硬岩开挖方法，已被广泛用于城市地铁车站的开挖中广泛使用。随着中国城市地铁建设的不断推进，与现有埋地加压压力管道相邻的地铁车站爆破经常出现危险。城市埋地压力管道是在加压状态下运行的，如果爆破振动速度超过一定限度，就会对管道造成灾难性的破坏。为了确保周边加压压力管道的安全和稳定，应评估爆破振动速度对管道的影响，并判定管道的安全性。

因此，在爆破过程中快速准确的预测埋地压力管道的振动速度特征，判定其安全性，对保证地铁车站爆破工程的安全、高效进行具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种地铁车站爆破周边埋地压力管道安全性判定方法及装置，可以针对不同地铁车站爆破深度及运行压力条件埋地压力管道的爆破振动速度进行预测并对其安全性进行判定，从而可以指导工程爆破。

根据本发明的第一方面，一种地铁车站爆破周边埋地压力管道安全性判定方法，包括以下步骤：

测量地铁车站不同爆破深度下埋地压力管道上方的地表振动速度；

对多组不同的地表振动速度进行多元函数拟合，构建管道上方地表振动速度预测模型；

对管道振动速度与地表振动速度进行拟合，构建埋地压力管道振动预测模型；

对管道振动速度与峰值有效动应力数据进行拟合，构建相关关系模型，根据相关关系模型计算不同爆破工况下压力管道的峰值有效动应力；

判断峰值有效动应力是否满足管道应力判别式，若是，则判定管道处于安全状态，否则，判定管道处于危险状态。

进一步地，所述管道上方地表振动速度预测模型的表达式如下：

式中，v_地表为管道正上方地表振动速度；k表示场地影响系数；β₁为爆破振动衰减系数；β₂为地铁车站开挖深度效应影响系数；d为地铁车站爆破深度；r为爆源与管道与爆源连线上布设测点的距离；Q表示炸药量。

进一步地，所述对多组不同的地表振动速度进行多元函数拟合，构建管道上方地表振动速度预测模型，包括：

通过测量得到的多组不同的地表振动速度，结合现场爆破施工设计参数，输入不同工况下的炸药量Q、测点与爆源距离r、地铁车站爆破深度d，利用多元非线性拟合函数进行数学拟合，得到场地影响系数k、爆破振动速度衰减系数β₁、地铁车站开挖深度效应影响系数β₂，最终得到管道上方地表振动速度预测模型。

进一步地，所述埋地压力管道振动预测模型的表达式如下：

v_管道＝av_地表+b

式中，v_管道为管道振动速度；v_地表为管道正上方地表振动速度；a和b为管道地表振动速度拟合系数。