CN105067107A

CN105067107A - 一种地下管道爆破振动监测方法

Info

Publication number: CN105067107A
Application number: CN201510419002.9A
Authority: CN
Inventors: 王海亮; 杜伟峰
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明提供了一种地下管道爆破振动监测方法，该方法将导振基座（1）与被测管道粘结为一体，传振螺栓（6）将传感器（10）与导振基座（1）连接。通过由数据采集装置（8）、数据线（9）和传感器（10）组成的数据采集系统采集管道（11）的爆破振动参数。本发明解决了地下管道特别是圆形断面管道爆破振动参数采集困难的问题。本发明方法操作简便，受环境影响小，采集的数据能够较好的反映地下管道的振动状况，可沿管道同时设置多个监测点来实现对管道不同部位振动数据的同步采集，为科学评判爆破振动对地下管道的影响提供依据。

Description

一种地下管道爆破振动监测方法

技术领域

本发明属于安全监测领域，涉及一种振动监测方法，特别是一种爆破施工导致地下管道振动的监测方法。

背景技术

在现代工业生产和城市化建设中，地下输水、油、气以及通讯、供电等管道设施分布越来越广泛。在岩土爆破和城市控制爆破中，爆破产生的冲击振动对地下管道的安全运行带来很大影响。爆破振动传感器通过测量振动信号转化成的电信号，将电信号进行存储、计算、分析从而得到具体的振动参数，传感器外形多为立方体。管道的埋设位置特别是管道的圆弧外形给爆破振动传感器的布置造成了很大困难，如何利用现有的爆破振动传感器直接测量圆形地下管道的爆破振动数据，目前尚没有一种简便可行的方法。

爆破振动监测仪是一种将爆破产生的振动信号转换为可以直接读取和处理的数字信号的一种设备，包括传感器、数据采集装置和数据线。其中的传感器是将振动信号转变为电信号核心装置。然而传感器的立方体外形使它难以对圆形管道进行正常监测。

发明内容

为解决上述问题本发明提供了一种地下管道爆破振动监测方法，具体步骤如下：

1.采用人工或机械的方法将待测量管道上方的岩土或覆盖物挖开，使管道待测部位留出足够的测量操作空间；

2.测量待测管道周长S，换算得到管道半径R；

3.制作导振基座；

4.在导振基座1的底部和管道待测部位涂抹I型粘结剂。将导振基座放置在待测管道正上方，使导振基座上表面呈水平状态。导振基座下表面与管道的待测部位粘结；

5.将传感器固定在导振基座上，将数据采集装置和传感器相连接；

6.打开数据采集装置的开关，采集被测管道的爆破振动数据。

本发明上述的导振基座，是由胶凝材料凝结而成的立方体，导振基座上表面平整，导振基座下表面是半径为R的凹柱面。

本发明上述步骤5所述的固定，具体是是通过Ⅱ型粘结剂将传感器固定在导振基座上表面。

本发明上述步骤3所述的导振基座，其中央还设置有传振杆，传振杆的一端与导振基座下表面相接触，另一端穿出导振基座上表面；做导振基座上表面的垂线，垂线被导振基座上表面和导振基座下表面截得的最短线段长度为H，H满足：QUOTE 。

本发明上述的传振杆，传振杆由上部的传振螺栓和下部垂直固定在传振螺栓上的传振座组成，传振螺栓是带有螺纹的圆柱体，传振座是宽度大于传振螺栓直径的立方体，传振座下表面是半径为R的凹柱面，传振座两个侧面各设置有固定孔。固定孔的作用是使传振杆和导振基座紧密结合为一体。

本发明上述的传感器，底部设有与传振螺栓相匹配的螺孔。

本发明上述步骤5所述的固定，还可以是传感器通过预埋在导振基座中的传振螺栓与导振基座相连接。

本发明上述的I型粘结剂和Ⅱ型粘结剂，为白乳胶和石膏粉的混合物。

本发明上述的传感器，为爆破振动监测传感器。

本发明上述的数据采集装置，为与传感器相配套的数据收集和处理装置。

本发明上述步骤5所述的相连接，是通过数据线或者通过无线传输的方式将数据采集装置和传感器相连接。

可根据现场需要使用多套装置重复上述步骤1~6对多个监测点进行同步监测。

与现有技术相比，本振动监测方法具有以下有益效果：

1.可以直接测量圆形管道的爆破振动参数；

2.该方案涉及的导振基座具有体积小、加工方法简单、使用方便；

3.利用导振基座使传感器和管道结合成一体，可以得到较为准确的采集数据，监测系统与现有技术相比具有抗环境干扰性强的优点；

4.可采用多套装置进行沿管线密集监测，同时得到多组测量数据。

附图说明

图1是导振基座。

图2是带有传振杆的导振基座的三视图，其中图2a为带有传振杆的导振基座的主视图，其中图2b为带有传振杆的导振基座的左视图，其中图2c为带有传振杆的导振基座的俯视图。

图3是使用传振螺栓固定传感器的圆形管道爆破振动监测方法示意图。

图4是使用粘结剂固定传感器的圆形管道爆破振动监测方法示意图。

图中，1、导振基座；2、导振基座下表面；3、导振基座上表面；4、传振杆；5、固定孔；6、传振螺栓；7、传振座；8、数据采集装置；9、数据线；10、传感器；11、管道；12、Ⅰ型粘结剂；13、Ⅱ型粘结剂。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的一个具体实施例。所使用的数据采集装置8具体使用型号为TC—4850的爆破测振仪；传感器7选用与TC-4850爆破测振仪标配的型号为TCS-B3三矢量(三维)速度传感器；所使用的Ⅰ型粘结剂和Ⅱ型粘结剂具体使用石膏粉和白乳胶按照质量比为1:2的比例均匀混合制成的粘结剂。

实施例1

本发明所述的一种地下管道爆破振动监测方法具体包括以下步骤：

1.采用人工挖掘的方法将待测管道上方的覆土挖开，使管道中轴线所在水平面留出约0.5m²的测量操作空间。

2.将石膏粉和白乳胶按照质量比为1:2的比例均匀混合，制成粘结剂。

3.测量待测管道外圆周长S=200cm，得到管道半径R=QUOTE =32cm。

4.根据所得的管道半径R用水：水泥：沙子：石子以质量配合比为：0.44:1:1.42:3.17配制混凝土，制作出长×宽×高为60cm×60cm×60m的导振基座1，导振基座上表面3平整，导振基座下表面2是半径为32cm的凹柱面，并在制作导振基座1时预先向其中央放置传振杆4，传振杆4的一端与导振基座下表面2相接触，另一端穿出导振基座上表面3约1.5cm，传振杆4由上部的传振螺栓6和下部垂直连接在传振螺栓6上的传振座7组成，传振螺栓6是带有螺纹的圆柱体，圆柱体半径为1cm，传振座7是宽度大于传振螺栓6直径的立方体，立方体长×宽×高为30cm×5cm×15cm，其下表面是半径为32cm的凹柱面，传振座7两个侧面各设置有3个半径为3cm深为3cm的固定孔5，固定孔5可以将传振杆4和导振基座1紧密结合在一起，如图2所示。

5.在导振基座1的底部和管道待测部位涂抹粘结剂。将导振基座1放置在待测管道11待测部位正上方，使导振基座上表面3呈水平状态。导振基座下表面2与管道11的待测部位粘结。

6.通过三矢量速度传感器10底部的螺孔将传感器10固定在导振基座1的传振螺栓6上，使三矢量速度传感器10与导振基座上表面3紧密结合，通过数据线9将TC-4850爆破测振仪8和配套的三矢量速度传感器10相连。

7.打开TC-4850爆破测振仪8的开关，采集被测管道的爆破振动数据，爆破作业结束后，测得管道的最大振动速度为0.42cm/s。

本实施例以青岛市地铁一期工程（3号线）太延区间隧道爆破振动监测为例，工作面掏槽眼单孔装药量为0.2kg，在距离隧道掘进工作面爆破中心垂直距离15.8m，水平距离25m布置测点，测量埋置于地下覆土中规格为DN600?—￠630mm的圆形输水管道的振动速度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限与此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一、采用人工或机械的方法将待测量管道上方的岩土或覆盖物挖开，使管道待测部位留出足够的测量操作空间；

步骤二、测量待测管道周长S，换算得到管道半径；

步骤三、制作导振基座；

步骤四、在导振基座下表面和管道待测部位涂抹Ⅰ型粘结剂，将导振基座放置在待测管道之待测部位的正上方，使导振基座的上表面呈水平状态；下表面与管道的待测部位粘结；

步骤五、将传感器固定在导振基座上，将数据采集装置和传感器相连接；

步骤六、打开数据采集装置的开关，采集被测管道的爆破振动数据。

2.根据权利要求1所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于，所述的导振基座，是由胶凝材料凝结而成的立方体，导振基座上表面平整，导振基座下表面是半径为R的凹柱面。

3.根据权利要求1所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于所述步骤五所述的固定是通过Ⅱ型粘结剂将传感器粘结在导振基座的上表面。

4.根据权利要求1和2所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于所述的导振基座中央设置有传振杆，传振杆的一端与导振基座下表面相接触，另一端穿出导振基座上表面。

5.根据权利要求根据权利要求1和4所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于，所述的传振杆由上部的传振螺栓和下部连接在传振螺栓上的传振座组成，传振螺栓是带有螺纹的圆柱体，传振座是宽度大于传振螺栓直径的立方体，传振座下表面是半径为R的凹柱面，传振座两个侧面各设置有固定孔。

6.根据权利要求1所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于传感器底部设有与传振螺栓相匹配的螺孔。

7.根据权利要求1所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于步骤五所述的固定还可以是传感器通过传振螺栓与导振基座相连接。

8.根据权利要求1和3所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于，所述的Ⅰ型粘结剂和Ⅱ型粘结剂为白乳胶与石膏粉的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种地下管道爆破振动监测方法，其特征在于步骤五中所述的相连接为通过数据线或无线传输方式将数据采集装置和传感器相连接。