爆破振动对地下管道影响试验及风险预测
地下管线施工中的安全风险防控
地下管线施工中的安全风险防控地下管线施工作为城市建设的重要环节，承载着供水、供气、供电等基础设施的功能，对于保障城市居民的正常生活和经济发展起到至关重要的作用。
然而，在地下管线施工过程中存在着一系列的安全风险，如破裂、泄漏、损坏等，对施工人员和周边居民的人身安全、财产安全以及环境安全造成潜在威胁。
因此，科学有效地防控地下管线施工中的安全风险是十分重要的。
一、地下管线施工中的安全风险1. 集中爆破风险：地下管线通常与其他地下设施密布，如暖气管道、电缆等，施工过程中需要进行局部爆破以清除障碍物。
然而，不合理的爆破作业可能会引发管线破裂、泄漏等事故，严重危及施工人员和周边居民的人身安全。
2. 地质灾害风险：地下管线施工往往涉及到地质复杂区域，如陡坡、山体等，这些区域存在滑坡、塌方等地质灾害风险。
若地质条件评估不准确或施工过程中措施不当，将导致地质灾害发生，给施工人员和周边居民带来巨大的威胁。
3. 基础设施冲突风险：地下管线施工往往需要与其他基础设施如道路、桥梁等相交叉，若在设计、施工过程中未充分考虑到这些因素，可能会导致碰撞、损坏等安全事故，对交通运输、供水、供电等基础服务造成严重影响。
4. 环境污染风险：施工过程中可能使用有毒有害的材料，如燃油、涂料等，若没有采取合适的防护措施，可能导致漏油、泄漏等情况发生，对周边土壤、水源和生态环境造成污染。
二、1. 健全施工方案：在施工前，需要制定详细的施工方案，包括管线布置图、地质勘察报告和安全施工措施等。
施工方案应考虑到地质条件、周边基础设施以及环境保护要求，确保施工的科学性和安全性。
2. 加强现场管理：施工现场应设置明确的安全警戒区和交通引导标识，保证施工现场的安全秩序。
同时，加强对施工人员的培训，掌握相关安全操作规程，提高安全意识，严禁超负荷作业和违反操作规程行为。
3. 强化监督检查：监督部门应建立健全地下管线施工的监管机制，加强对施工单位的日常监督检查。
爆破振动监测试验方案
爆破振动监测试验方案一、背景介绍爆破工程是一种常见的工程施工方式，但在施工过程中，由于产生的爆破振动可能会对周边环境造成损害，因此需要进行爆破振动监测，以评估振动对建筑物、地下管线等结构的影响程度。
本文就爆破振动监测试验方案进行介绍。
二、测试仪器与设备1. 振动监测仪：使用精度高、响应速度快的振动监测仪，能够准确测量振动的频率、加速度、速度等参数。
2. 数据采集设备：连接振动监测仪和电脑的数据采集设备，负责将采集到的数据传输到电脑中进行记录和分析。
3. 电脑及软件：用于接收和处理采集到的振动数据，通过相应的软件进行数据分析和结果展示。
三、测试方案1. 测试点选取：根据爆破工程的具体情况，选择合适的测试点位。
测试点选取应包括建筑物、地下管线等结构可能受到影响的区域，以及距离爆破源较远的控制点，用于对比分析。
2. 测试参数设定：根据国家相关标准规定，设定合适的测试参数，包括测试时间、测试频率范围、振动监测仪的放置位置等。
3. 数据采集与记录：按照测试参数设定，在测试点位安置好振动监测仪，并连接数据采集设备和电脑。
开始爆破施工后，振动监测仪将自动进行数据采集，采集完成后将数据传输到电脑中进行记录。
4. 数据分析与结果展示：利用相关软件分析采集到的数据，将数据转化为振动参数图表，并进行数据统计和结果分析。
将分析结果进行清晰明了的展示，包括振动图、数据表格等形式。
四、注意事项1. 安全第一：测试人员在进行测试时，应遵守相关安全操作规范，确保人身安全。
2. 工程保护：在测试前，应评估爆破活动可能对周边工程造成的潜在影响，并采取相应的保护措施。
3. 仪器校准：振动监测仪应定期进行校准，以确保测试结果的准确性和可靠性。
4. 数据质量控制：在数据采集过程中，应确保数据的连续性和稳定性，避免误差的干扰。
五、测试结果与分析根据爆破振动监测数据的分析，可评估爆破活动对建筑物、地下管线等结构的影响程度，并根据评估结果进行相应的工程调整和改进措施。
地下工程爆破震动控制技术措施分析
地下工程爆破震动控制技术措施分析地下工程中的爆破作业是常见的施工方法，然而由于爆破过程中产生的震动对周围环境和周边建筑物可能造成的影响，因此需要采取一系列的措施进行震动控制，以保证施工过程的安全和周围环境的稳定。
在进行地下工程爆破作业之前，需要先进行震动监测，通过监测数据分析评估爆破震动对周围建筑物、地质和水文环境的可能影响，然后制定合理的震动控制措施。
以下是一些常用的爆破震动控制技术措施。
1. 震动监测：在进行爆破作业之前，需要对周围环境进行震动监测，监测数据包括振动速度、振动加速度、振动位移等参数，以评估爆破震动的强度及对周围结构的影响。
2. 震动预测和模拟：通过震动监测数据，可以进行震动预测和模拟，依据已有的震动数据，预测爆破作业带来的震动影响范围，并进行模拟分析，以便制定合理的措施。
3. 合理选取爆破参数：爆破参数的选择对于控制爆破震动至关重要。
爆破参数包括炸药的种类、装药量、布置方式等。
合理的爆破参数选择可以减小震动传播和影响范围。
4. 起爆顺序：对于较大规模的爆破作业，选择合理的起爆顺序可以有效控制震动的传播方向和强度。
通过合理的起爆顺序，可以将震波引导向不易受到影响的区域，减小因震动而造成的影响。
5. 控制爆破振动传播途径：对于地下爆破作业，控制爆破振动的传播途径是非常重要的措施。
可以通过合理的爆破孔的布置方式、间距的设定以及地下水的处理等方法，减小震动的传播范围。
6. 震动衰减措施：在进行地下爆破作业时，可以采取一些震动衰减措施，如在震源点周围设置缓冲层、挡墙、挡板等，减少震动的传播和影响。
7. 建筑物保护：对于地下爆破作业附近的建筑物，可以采取一些保护措施，如加固结构、增加振动隔离层、采取振动补偿等方法，减小因爆破震动对建筑物安全的影响。
地下工程爆破震动控制技术措施的选择和实施需要根据具体情况进行综合考虑，采取多种手段相结合的方法，以保证施工过程的安全和周围环境的稳定。
需要将震动控制措施的效果进行监测和评估，根据实际情况进行调整和改进，以提高爆破作业的效率和效果。
地下工程爆破震动控制技术措施分析
地下工程爆破震动控制技术措施分析地下工程爆破是一种常用的矿山开采和基础设施建设方法，在一定程度上可以提高工程进度和效益。
爆破过程中产生的震动和噪声问题却成为了环境和社会的主要关注点。
为了减少地下工程爆破的震动影响，需要采取一系列有效的技术措施。
在地下工程爆破前，需要进行爆破震动的预测和评估。
通过对爆破参数、地质条件、爆破距离等因素的调查和分析，可以利用震源能量法、参数法、经验公式等方法来预测和评估爆破震动。
还可以通过现场监测和震动速度传感器来实时监测爆破震动的强度和频率，以便及时调整爆破参数。
在地下工程爆破中，可以采取一系列减振措施来控制爆破震动的传播。
一种常用的方法是设置减振卡和减振井，通过地下减振界面的作用来分散和消耗爆破震动能量，减少震动传播到地面的能量。
还可以在爆破孔内设置减振材料，如岩石充填料、土石混凝土等，通过吸收和分散震动能量来减少地面震动。
在地下工程爆破中，可以通过合理的爆破参数设计来控制爆破震动。
可以通过合理选择爆破药量、装药方式、装药位置等参数，来控制爆破震动的强度和频率。
还可以调整爆破延时时间，使爆破震动在时间上分散，减少对周围环境的影响。
在地下工程爆破中，需要加强对爆破震动的监测和管理。
通过建立完善的监测系统，可以对爆破震动的强度、频率、影响范围等进行实时监测和记录。
还需要制定详细的爆破施工规范和管理措施，明确责任和要求，加强对施工过程的监督和管理，确保爆破震动不超过规定的安全标准。
地下工程爆破震动的控制技术措施需要从预测评估、减振措施、参数设计和监测管理等方面进行综合考虑和实施。
只有通过科学合理的技术手段和管理措施，才能最大限度地减少地下工程爆破对周围环境和社会的影响，保护人民群众的安全和利益。
爆破作用下地下管线的振动特征研究
爆破作用下地下管线的振动特征研究在城市建设过程中,地铁隧道、桩基及基坑工程中的爆破施工作业越来越多。
这些地面以下的爆破将不可避免的会扰动周围岩土体,进而可能导致附近地下管线的破坏。
因此,为保障管线的正常使用及工程建设的顺利进行,研究爆破作用下地下管线的振动特性及其控制措施已成为当前急需解决的重要课题。
本文通过理论分析、有限元数值仿真计算和现场试验,对爆破作用下土体及管线的振速衰减规律、应变特征等进行综合研究。
主要的研究成果有以下几点:1.现场爆破试验的振动速度测试表明,爆破振速随着与爆点之间距离的增加而减小,爆心距越大振速衰减越慢,竖向振速明显大于水平两个方向的振速,振速FFT主频集中于30～50Hz,振速频率并不随爆心距的改变而变化。
2.现场的管线爆破试验表明,距离越小管线应变越大,衰减越慢,管线正对爆点的位置所受爆破作用越强,应变越大;在相同的试验断面上,迎爆点的应变均大于管顶的应变。
3.采取ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行计算分析,获得爆破地震波的传播云图。
由云图可知,爆破振动波近似于球形均匀传播,地下管线的存在对波的传播起一定的阻碍作用。
振速结果表明,振速在传播介质内随着水平距离的增大,振速峰值均不断减小:随着深度的增大,爆破近区振速增大,爆破远区振速基本不变。
管线计算结果表明,管线应变大小的顺序为:管底<管顶<背爆面<迎爆面;沿着管线轴向,应变从中间至边段呈总体减小的趋势;管线的尺寸越大应变较小。
4.根据弹性固体中球形波的传播,推导出爆破弹性区竖向振速的解析表达式及分布规律。
结果表明,炸药的强弱体现为爆压及爆腔大小;爆压的衰减形式对于振速的变化规律有显著影响;质点的振速幅值与材料泊松比有密切关系。
5.在爆破弹性区振速解析公式的基础上,推导出了爆破弹性区地下管线的轴向应变解析表达式。
进一步分析表明,管线的密度越大,爆破作用下管线轴向位移引起的轴向应变越小;爆破产生的拉压变形部分与管径无关,弯曲变形部分与管径有关;管径越大,爆破对地下管线的影响越体现为弯曲作用。
隧道施工中的爆破振动监测与控制
隧道施工中的爆破振动监测与控制一、引言隧道施工是现代城市建设的重要工程之一，然而，随着隧道越来越多地穿越城市核心地区，人们对施工振动的影响也越来越关注。
特别是在爆破施工过程中产生的地震波振动，对周围建筑、地基和地下管线可能造成不可逆的破坏。
因此，对隧道施工中的爆破振动进行监测与控制显得尤为重要。
二、爆破振动的影响与监测1. 爆破振动对周围建筑的影响隧道施工中的爆破振动对周围建筑物可能产生的影响包括建筑物裂缝、墙体破坏、基础沉降等。
因此，在施工过程中，需要对周围建筑物进行实时监测，以及对可能受到影响的建筑物进行前期调查。
监测手段包括地基测点、墙体倾斜仪、全站仪等。
2. 爆破振动对地基和地下管线的影响爆破振动不仅会对地表建筑物产生影响，也会对地基和地下管线造成一定程度的破坏。
因此，在施工前，需要对周围地下管线的位置以及地基的稳定性进行调查，以确定可能存在的风险，并采取相应的措施进行防护。
3. 爆破振动的监测手段隧道施工中的爆破振动监测主要通过地震仪、振动传感器和测量仪器进行。
地震仪可以直接监测到地面产生的地震波振动，振动传感器可以测量到建筑物的振动幅值和频率，测量仪器可以对爆破振动进行实时记录和分析。
三、爆破振动的控制措施1. 爆破设计的优化通过优化爆破设计，减少爆破振动对周围建筑物和地基的影响。
可以通过调整爆炸药量、起爆时间、孔径和孔距来控制爆破振动的强度和分布。
同时，选择合适的爆破药剂和起爆方式，也可以有效减小爆破振动的危害。
2. 施工监督与控制在施工过程中，需要严格控制爆破振动的峰值和持续时间。
通过设置合理的监测点和阈值，及时发现超限情况，并采取相应的措施进行调整。
同时，建立良好的沟通机制，及时向周围居民通报施工情况，减少不必要的恐慌和误解。
3. 应急预案的制定针对可能发生的意外情况，需要制定合理有效的应急预案。
包括紧急疏散措施、建筑物加固方案等，以保障人员的安全和建筑物的完整性。
四、国内外经验与案例1. 国外经验在国外，隧道施工中的爆破振动监测与控制已经非常成熟。
施工现场爆破振动对地下管线的安全影响
地下管线的安全防护措施
地下管线的加固措施
增加管道壁厚 增加管道支撑 管道周围填充材料 管道加固技术
地下管线的监测措施
监测方法：采用专业的监测 设备，对地下管线进行实时 监测
监测目的：及时发现地下管 线受到的爆破振动影响，确 保管线安全
监测内容：包括管线变形、 位移、振动加速度等关键指
标
监测频率：根据施工进度和 爆破振动情况，合理安排监
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药量控制：根据地质条件、地下管 线分布情况等因素，精确计算爆破 用药量，确保爆破效果和安全
监测与评估：对爆破过程进行实时 监测，及时评估对地下管线的影响， 采取相应措施确保安全
控制爆破方向和深度
控制爆破深度：合理确定爆 破深度，避免对地下管线造 成过大影响
控制爆破方向：通过调整爆 破方向，减少对地下管线的 冲击和振动
控制爆破作业人员和设备
爆破作业人员的培训和资质要求 爆破设备的选择、使用和维护规范 爆破作业现场的安全管理措施 应急预案和事故处理程序
地下管线安全管理的建议
加强地下管线的管理和维护
建立完善的地下管线管理 制度和规范
加强地下管线的定期检查 和维护
建立地下管线安全档案和 应急预案
加强地下管线安全宣传和 教育
加强人员和设备的安全培训和教育
对地下管线施工 人员进行安全培 训，提高安全意 识
对地下管线施工 设备进行定期检 查和维护，确保 设备安全可靠
加强施工现场的 安全监管，确保 施工过程符合安 全规范
对地下管线施工 人员进行紧急救 援演练，提高应 对突发事件的能 力
加强应急预案的制定和演练
制定详细的应急预 案，包括应急组织、 通讯联络、现场处 置等方面
爆破作用下埋地管线安全允许振速研究
爆破作用下埋地管线安全允许振速研究地铁区间隧道、基坑及桩孔等工程中,爆破仍是主要开挖方法之一。
爆破施工过程中瞬间产生的地震波必然会扰动周围的土体,进而可能会对其中的管线产生影响,严重时甚至会导致管线破坏。
但是包括《爆破安全规程》(2014)在内的相关规范均缺少埋地管线安全允许振速标准,因此,研究爆破荷载作用下埋地管线的动态响应以及地表临界振速具有重要的意义。
本文通过进行现场爆破试验和数值仿真软件的方法,采集到了丰富的实测数据,研究了地震波的传播及衰减规律。
从管线的埋深、水平净距、管线材质以及直径的角度考虑,建立了管、土和隧道的三维数值模型,分析了不同工况下的管线、管周土体及地表峰值振速的变化特征。
得到了以下研究成果:1.单孔爆破现场试验数据结果表明,地震波以竖向振动为主。
随爆心距增加,各向质点振速均呈现减小的趋势。
振动频率分布在100Hz～200Hz之间,且不随爆心距的变化而变化。
对现场试验数据进行回归分析,得到了地表质点振速预测公式。
2.借助ANSYS/LS-DYNA数值软件建立了单孔爆破的数值模型,对数值模型地表质点振速分析可得,数值计算的结果比现场试验数据的结果大20%,证明了用数值模拟方法的可靠性。
3.埋地管线动态应力响应的现场试验的应变花数据表明,爆破荷载下迎爆面应力>背爆面应力>管顶应力>管底应力;主应力方向与水平方向基本成90°夹角,表明爆破动荷载下管线的破坏主要受轴向应力影响。
4.管线的监测质点的振速响应结果表明,迎爆面质点振速>背爆面质点振速>靠近爆源的左侧质点振速>远离爆源的右侧质点振速。
管线埋深越大,管线质点振速越大;管线与爆源的水平净距越小,管线质点的振速越大;传播介质中结构面间裂隙越多,管线振速越小;管线的振动强弱与管线材质有一定关系,钢管材的振速<铸铁管<PVC管<混凝土管;管线直径较小的范围内增加直径会使得振速增大,当直径超过此范围时,振速增加却不是十分明显。
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Abstract； To explore the influence of blasting vibration on underground pipelines, the peak particle velocity was
随着城镇化进行的发展， 工程爆破的环境日益复 杂， 虽然《 爆破安全规程》
used as a criterion of blasting vibration and the strain was used as a criterion of underground pipeline affected by vibration. A TC-4850N blasting vibration measurer and a DH3820 static strain test system were used to monitor the blasting construction of a project. They measured surface vibration signal and the axial and circumferential strain of the pipe. Fitting analysis of peak particle velocity and pipeline strain shows that there is exponential relationship between blasting vibration peak particle velocity and axial and circumferential strain of corresponding underground pipelines. The fitting relationship was combined with the attenuation law of blasting vibration to predict the maximum ground peak velocity that the pipeline can support. The safe distance was 25.25 m. Thus it needs to improve the 50 m prohibiting range in blasting and forecast the safe distance of underground pipeline according to the actual situation. Key words ：blasting vibration ；peak particle velocity; strain ；fitting analysis; safety criterion
第 36卷第 16期
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
振 动 与 冲 击
Vol.36 No.16
2017
爆破振动对地下管道影响试验及风险预测
张 黎 明 \ 赵 明 生 2, 3, 池 恩 安 黄 波 \ 何 兴 贵 1
( 1 . 贵 州 大 学 矿 业 学 院 ，贵 阳 550025; 2 . 贵州新联爆破工程集筑工程学院， 北 京 100083)
阳
550002;
主 商 要 ：为了降低爆破振动有害效应， 探究爆破振动对地下管道的影响， 需基于管道破坏的应变准则， 建立爆破振 动质点峰值速度与管道破坏的对应关系。利 用 T C 4850N 爆 破 振 动 测 试 仪 、 DH3820 静态应变测试系统在大龙经济开发 区高铁城棚户区山地场平工程进行爆破现场试验 ; 对获得不同爆心距、 不同最大段装药量时管道地表振动峰值速度及相 应管道轴向、 环 向应变， 进行拟合分析， 结果表明合成峰值振速与地下管道轴向、 环向应变呈指数函数关系;结合该场地条 件下爆破振动衰减规律及管道最大容许应变， 预测出试验条件下管道所能承受的地表最大峰值振速及此爆破条件下管道 爆破施工安全距离。分析表明， 燃 气 管 道 50 安全距离。
（ GB 6722—2014 ) 明确了对
进行了风险分析， 提出了定量计算爆破振动等有害效 应对管道的影响;文献 [ 3 ] 基 于 S IM Q K E _ G R 程序模拟 爆破地震波， 分析其对地下输气管道的影响;文献[4 ] 利用三维薄圆柱模型模拟， 结合解析法得出爆破地震 波对管道形成的应力分布表达式； 文 献 [ 5]根 据 TC4850爆破振动测试仪现场监测结果对周边存在埋地输 油管道的爆破施工方案进行优化 ; 文 献 [ 6 ]提出了爆炸 地冲击作用对埋地管线应力计算的解析解算法;文献
1 , 2 , 3 , 1 , 1 , 1 , 1
(1. Mining College, Guizhou University, Guiyang 550025, China ； 2. Guizhou Xinlian Blasting Engineering Limited Company, Guiyang 550002, China ； 3. China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)
m 范围内禁止爆破施工的规定有待改进， 应根据实际情况分析预测地下管道 D0I ：10. 13465/j. cnki. jvs. 2017.16.038
关键词：爆 破 振 动 ; 峰值振速 ; 应 变 ; 拟合分析;安全判据
中图分类号：TD235 文献标志码：A
Experiments for effect of blasting vibration on underground pipeline and risk prediction ZHANG Liming ZHAO Mingsheng CHI EnJan HUANG Bo HE Xinggui