基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法及裝置，該方法包括：接收第一數(shù)據(jù)，包括：開挖洞徑、交叉角度、交叉凈距；根據(jù)第一數(shù)據(jù)得出第一隧道上上待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值；將計(jì)算得出的待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值與預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定待爆破位置的分區(qū)等級。本發(fā)明通過接收第一數(shù)據(jù)，計(jì)算得出后建的第一隧道任意待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值，將動力影響準(zhǔn)則值與預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而確定第一隧道任意待爆破位置的分區(qū)等級，方便施工前，考慮后建隧道不同位置處爆破施工的爆破震動效應(yīng)對立體交叉隧道的結(jié)構(gòu)動力影響并量化，以指導(dǎo)施工過程中不同位置的爆破方案。
【專利說明】基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是對交通設(shè)施建設(shè)的需求在不斷增力口，同時(shí)，高等級的交通干線也得到了前所未有的發(fā)展。例如:高速/重載鐵路和高速公路分別是鐵路、公路等陸路交通發(fā)展的主方向；城市地鐵、城市下穿隧道的修建又是緩和城市交通的重要手段；同時(shí)，隨著水利水電在西部大開發(fā)中的大力發(fā)展，引水隧洞的修建隨即大量出現(xiàn)。
[0003]一方面，由于交通設(shè)施總量的需求不斷增加，必然出現(xiàn)既有線旁修建新線、一次性建成復(fù)線，以及對鐵路既有線進(jìn)行改造，新建鐵路與公路并行以增大運(yùn)量；另一方面對列車運(yùn)行速度和安全性的要求不斷提高，不論新建鐵路隧道還是高速公路隧道，普遍采用上、下行隧道獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案。因此，立體交叉隧道必然大量涌現(xiàn)。
[0004]雖然隧道與地下工程的主要施工方法，如明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法等傳統(tǒng)工法不斷改進(jìn)，新的工法亦日益涌現(xiàn)，但礦山法無論是從掘進(jìn)效率、還是從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)角度考慮，都是目前我國山嶺隧道的主要施工方法之一。對于立體交叉隧道中新建隧道的近接施工，亦不例外，最常采用的手段仍是礦山法。
[0005]立體交叉隧道中新建隧道的近接爆破施工，一方面會引起地下洞室?guī)r體力學(xué)性質(zhì)的劣化，如原有裂隙的張開與擴(kuò)展，新裂隙的產(chǎn)生，巖體聲波速度的降低，滲透系數(shù)的增大等，另一方面會改變既有隧道的受力狀態(tài)，附加動荷載作用在既有隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)上，對既有隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)亦會產(chǎn)生種種不利影響，如結(jié)構(gòu)承載力下降、支護(hù)結(jié)構(gòu)(二次襯砌)的破壞、剝落，變形過大侵入限界等。
[0006]目前，立體交叉隧道的研究還不夠充分和深入，對于出現(xiàn)的部分新型問題還無法解決，設(shè)計(jì)和施工還無規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可循，各類近接爆破施工問題的力學(xué)機(jī)理還沒有系統(tǒng)的闡述?，F(xiàn)今遇到這類工程的處理結(jié)果是要么采取過于保守的對策，造成很大的浪費(fèi)，要么采取過于冒險(xiǎn)或盲目的對策，造成安全問題。因此，對立體交叉隧道爆破點(diǎn)的震動效應(yīng)進(jìn)行分析，進(jìn)而提出行之有效的爆破施工控制標(biāo)準(zhǔn)，而對爆破點(diǎn)進(jìn)行合理的影響程度分區(qū)是亟待解決的問題。
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中在立體交叉隧道施工前無法分析新建隧道爆破點(diǎn)的震動效應(yīng)對先建隧道的結(jié)構(gòu)動力影響，以對新建隧道的爆破點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的在于提供一種基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對立體交叉隧道中的新建隧道的爆破點(diǎn)合理分區(qū)，導(dǎo)致要么采取冒進(jìn)的爆破方案導(dǎo)致安全隱患，要么采取保守的爆破方案造成浪費(fèi)的技術(shù)問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法，立體交叉隧道包括先建的第二隧道及與第二隧道間隔且交叉施工的后建的第一隧道，該分區(qū)檢測方法包括:
[0011]接收第一數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)包括:開挖洞徑、交叉角度、交叉凈距；其中，開挖洞徑為第一隧道的開挖洞徑、交叉角度為第一隧道及第二隧道的中軸線在水平投影上的交叉銳角、交叉凈距為第一隧道上待爆破位置處，第一隧道與第二隧道相鄰?fù)獗诘木嚯x；
[0012]根據(jù)第一數(shù)據(jù)得出第一隧道上待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值，動力影響準(zhǔn)則值的計(jì)算公式為:
[0013]η V = 27.60exp (_0.92 X H/D) [0.74+0.04exp (0.02 X Θ )]
[0014]上式中，ην為動力影響準(zhǔn)則值、Θ為交叉角度、H為交叉凈距、D為第一隧道的開挖洞徑；
[0015]將計(jì)算得出的待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值與預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定待爆破位置的分區(qū)等級。
[0016]進(jìn)一步地，交叉凈距采用以下計(jì)算公式得出:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法，其特征在于，所述立體交叉隧道包括先建的第二隧道及與所述第二隧道間隔且交叉施工的后建的第一隧道，該分區(qū)檢測方法包括: 接收第一數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)包括:開挖洞徑、交叉角度、交叉凈距；其中，所述開挖洞徑為所述第一隧道的開挖洞徑、所述交叉角度為所述第一隧道及所述第二隧道的中軸線在水平投影上的交叉銳角、所述交叉凈距為所述第一隧道上待爆破位置處，所述第一隧道與所述第二隧道相鄰?fù)獗诘木嚯x； 根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)得出所述第一隧道上待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值，所述動力影響準(zhǔn)則值的計(jì)算公式為:
η V = 27.60exp(_0.92XH/D)[0.74+0.04exp (0.02X Θ)] 上式中，nv為動力影響準(zhǔn)則值、Θ為交叉角度、H為交叉凈距、D為所述第一隧道的開挖洞徑； 將計(jì)算得出的所述待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值與預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定所述待爆破位置的分區(qū)等級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法，其特征在于，所述交叉凈距采用以下計(jì)算公式得出:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測方法，其特征在于， 所述預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值包括第一分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值、第二分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值及第三分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值；其中，所述第一分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值取9 < [nv] < 16，所述第二分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值取5 < [ην] <9，所述第三分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值取[Hv] < 5。
4.一種基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測裝置，其特征在于，所述立體交叉隧道包括先建的第二隧道及與所述第二隧道間隔且交叉施工的后建的第一隧道，該分區(qū)檢測裝置包括: 接收單元，用于接收第一數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)包括:開挖洞徑、交叉角度、交叉凈距；其中，所述開挖洞徑為所述第一隧道的開挖洞徑、所述交叉角度為所述第一隧道及所述第二隧道的中軸線在水平投影上的交叉銳角、所述交叉凈距為所述第一隧道上待爆破位置處，所述第一隧道與所述第二隧道相鄰?fù)獗诘木嚯x； 第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)得出所述第一隧道上待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值，所述動力影響準(zhǔn)則值的計(jì)算公式為:
nv = 27.60exp (-0.92 X H/D) [0.74+0.04exp (0.02 X θ )] 上式中，nv為動力影響準(zhǔn)則值、Θ為交叉角度、H為交叉凈距、D為所述第一隧道的開挖洞徑； 比較判斷單元，用于將計(jì)算得出的所述待爆破位置處的動力影響準(zhǔn)則值與預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定所述待爆破位置的分區(qū)等級。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測裝置，其特征在于， 第二計(jì)算單元，用于計(jì)算出所述交叉凈距供所述第一計(jì)算單元調(diào)用，所述交叉凈距采用以下計(jì)算公式得出: H =」(L sing)2 +Ai/ 22 上式中，L為所述第一隧道上待爆破位置處距所述第一隧道與所述第二隧道交叉點(diǎn)的距離、Λ H為所述第一隧道與所述第二隧道交叉點(diǎn)處的高程差、Θ為交叉角度、Dl為所述第一隧道的開挖洞徑、D2為所述第二隧道的開挖洞徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于爆破震動的立體交叉隧道施工的分區(qū)檢測裝置，其特征在于， 所述預(yù)先存儲的分區(qū)基準(zhǔn)值包括第一分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值、第二分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值及第三分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值；其中，所述第一分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值取9 < [ην] < 16，所述第二分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值取5 < [ην] <9，所述第三分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值 取[Hv] < 5。
【文檔編號】E21D9/00GK103775089SQ201410004729
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】張永紅, 雷明鋒, 彭立敏, 李玉峰, 黃國富, 孟棟 申請人:中國建筑第五工程局有限公司