隧道鉆爆掘進振動對附近天然氣管道的影響分析

【摘要】：近年來，隨著我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，土木基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展也迅速跟進。公路，鐵路和城市地下鐵路的迅速發(fā)展尤為顯著。特別是國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，尤其重視公路、鐵路等左右經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性建設(shè)。隧道開挖是建設(shè)公路，鐵路和城市地下鐵路過程中不可避免的，目前普通隧道開挖掘進的常用方法是經(jīng)濟高效的鉆爆掘進法。然而隧道的鉆爆掘進振動會對其附近的建（構(gòu)）筑物造成影響，嚴(yán)重的甚至破壞。 振害是隧道鉆爆掘進振動的主要危害之一，當(dāng)工程附近有天然氣管道設(shè)施時，為保證天然氣管道的安全，研究隧道鉆爆掘進振動對天燃?xì)夤艿赖挠绊懹葹橹匾? 本文以重慶開縣猴子巖隧道為工程實例，根據(jù)工程勘測、工程設(shè)計數(shù)據(jù)、《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》相關(guān)規(guī)定和天然氣管道相關(guān)數(shù)據(jù)，對監(jiān)測到的振動數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出薩道夫斯基經(jīng)驗公式，從而對鉆爆掘進施工引起的天然氣管道振動效應(yīng)進行科學(xué)的預(yù)測和預(yù)報，來選擇科學(xué)合理的爆破參數(shù)。 本文除了查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，分析總結(jié)已提出的相關(guān)理論、經(jīng)驗和科研成果，進行統(tǒng)計和分析外，主要得到下列結(jié)論： ①實際工程中最大振速只有一次是1.52cm/s，超過了專家組提出的振速限值，1.5cm/s。根據(jù)已經(jīng)得出的薩氏經(jīng)驗公式，預(yù)測1-1圖8#點和1-2圖3#、4#點爆心距最小時的振速都遠(yuǎn)小于1.5cm/s，驗證了該限制振速的可行性。 ②鉆爆振動產(chǎn)生的應(yīng)力波的傳播規(guī)律是：其隨爆心距增大而衰減，爆心距越小衰減越快；最大振速與爆心距一定程度上表現(xiàn)為乘冪關(guān)系；三矢量方向上最大振速在Y向（即徑向）出現(xiàn)的頻率最高。 ③鉆爆振動引起天然氣管道的振動主頻在Y向（即徑向）出現(xiàn)的頻率最高；振動主要出現(xiàn)在40～80HZ內(nèi)。天然氣管道的自振頻率應(yīng)避免出現(xiàn)在此范圍內(nèi)。 ④利用統(tǒng)計學(xué)的回歸分析理論，求出符合實際工程的最佳薩道夫斯基經(jīng)驗公式為： ⑤由求出的薩氏公式預(yù)測出1-1圖8#點和1-2圖3#、4#點單段最大藥量為8.8kg時的振速；預(yù)測出1-1圖8#點和1-2圖3#、4#點限定振速值為1.5cm/s時的單段最大裝藥量。對隧道鉆爆施工的設(shè)計和實施進行指導(dǎo)。 【關(guān)鍵詞】：鉆爆掘進 天然氣管道 振動速度 回歸分析 經(jīng)驗公式
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TE973;U455.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 概述10-11
• 1.2 選題的目的與意義11-12
• 1.2.1 選題的目的11
• 1.2.2 選題的意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.3.1 鉆爆掘進法施工技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 鉆爆掘進振動監(jiān)測技術(shù)和安全判據(jù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.3 爆破振動數(shù)值模擬計算研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.4 爆破荷載特性研究現(xiàn)狀18
• 1.3.5 降振技術(shù)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 猴子巖隧道工程概況及本文研究內(nèi)容和方法20-24
• 1.4.1 猴子巖隧道工程概況20-22
• 1.4.2 研究內(nèi)容22-23
• 1.4.3 研究方法23-24
• 第二章 巖石的物理性質(zhì)及其爆破機理24-36
• 2.1 巖石的物理性質(zhì)24-25
• 2.1.1 孔隙度24
• 2.1.2 密度與重度24-25
• 2.1.3 巖石的碎脹性25
• 2.2 巖石的爆破機理25-36
• 2.2.1 巖石在爆炸沖擊荷載作用下的力學(xué)行為25-27
• 2.2.2 巖石的可爆性27-28
• 2.2.3 爆破應(yīng)力波28-32
• 2.2.4 巖石爆破的三種理論32-33
• 2.2.5 爆破作用三個階段和巖石破壞的五種模式33-36
• 第三章 炸藥爆破和控制36-52
• 3.1 炸藥類別及其爆炸特征36
• 3.2 炸藥起爆機理與感度36-39
• 3.2.1 起爆機理37-38
• 3.2.2 炸藥感度及影響因素38-39
• 3.3 爆轟理論39-43
• 3.3.1 沖擊波概念及其基本方程39-40
• 3.3.2 爆轟波結(jié)構(gòu)及其基本方程40-41
• 3.3.3 爆轟波參數(shù)及爆轟反應(yīng)機理41-42
• 3.3.4 穩(wěn)定爆轟的影響因素42-43
• 3.4 乳化炸藥43-45
• 3.4.1 乳化炸藥組成成分43-44
• 3.4.2 乳化炸藥主要性能44-45
• 3.4.3 粉狀乳化炸藥45
• 3.5 爆破器材和起爆方法45-47
• 3.5.1 電雷管45-46
• 3.5.2 導(dǎo)爆管雷管46-47
• 3.6 炮孔布置及爆破控制47-52
• 3.6.1 炮孔布置47-48
• 3.6.2 爆破控制48-52
• 第四章 隧道鉆爆掘進振動現(xiàn)場監(jiān)測與分析52-70
• 4.1 爆破施工方案設(shè)計52-55
• 4.1.1 隧道圍巖情況及開挖方式52-53
• 4.1.2 炮孔布置和起爆網(wǎng)路連接情況及爆破炸藥53-55
• 4.2 爆破振動監(jiān)測方案55-57
• 4.2.1 爆破振動監(jiān)測系統(tǒng)55-56
• 4.2.2 測試儀器56-57
• 4.2.3 測點布置和監(jiān)測57
• 4.3 數(shù)據(jù)處理和分析57-70
• 4.3.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理分析57-62
• 4.3.2 振動速度分析62-65
• 4.3.3 振動主頻分析65-66
• 4.3.4 振速回歸分析66-68
• 4.3.5 振速及單段最大藥量的預(yù)測68-70
• 第五章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70
• 5.2 展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-76
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果76

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