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2019-07-12 14:10:02.0 责ren编辑:崔玮娜

fu洪贤1,沈zhou2,zhaoyong3,王树强4唐yong2,yanxiucheng2,程long先2

(1.北京交tong大学 sui道与di下工程教育部工程研究中心,北京  100044;2.中铁十局集团you限gong司,山东 济南 250101;3.铁道部工程设计jian定中心,北京  100844;4.铁道部cheng都铁道局,四chuan cheng都 610082)

摘要:dian子lei管蕅ie恢盅悠谑奔淇梢愿菔导市枰猺en意设定bing精que实现发火延时的新xingdian能起爆器材,shi近年来起爆器材领域里新进展zhi一,被称为bet98技术的一场革命。结he兰渝铁路的建设,在人簍ongui道进行dian子lei管降zhen试验、dian子lei管与非dianlei管联he降zhen试验,对sui道dian子lei管bet98降zhen机謕ing醒芯浚呕痵ui道炮yan的延时时间,研究dian子lei管与非dianlei管的衔jie方fa,取得sui道dian子lei管单孔连续起爆降zhen技术和dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术。sui道dian子lei管单孔连续起爆降zhen技术,与sui道非dianlei管bet98xiang比,在bet98进尺不变的情况下,bet98zhendong降di80%以shang;在bet98进尺增加25%的情况下,bet98zhendong降di50%以shang。sui道dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术,与sui道非dianlei管bet98xiang比,在bet98进尺增加25%的情况下,bet98zhendong降di40%以shang。sui道dian子lei管单孔连续起爆降zhen技术的炮yan间延时间隔时间对sui道bet98的效果zhi关重要,炮yan间延时间隔时间过大,ying响sui道的bet98进尺和岩石破sui效果;炮yan间延时间隔时间过小降zhen效果不明显,you时zhendong反而增大。sui道dian子lei管降zhen技术,不但解决复杂环境下铁路sui道的shi工wen题,该技术也可在城市gong路sui道中进行ying用,已取得良好的社会和经济效益,对类似工程具you很好的謋u家鈟i。

关键词:sui道工程;dian子lei管;zhendong测试;降dizhendong

謝ing挤掷嗪:U 45文献标识maA文章编号:1000—6915(2012)03—0597—07

 

1引yan

在城市采用zuan爆方fa修建近距下穿居民区的sui道时,sui道bet98产生的zhendong常常wei及shang部lou房及居民的安全,为了jian小bet98zhendong,张继春deng[1]对浅埋sui道的dibiaozhendong效ying进行了研究,

fu洪贤deng[2]对sui道bet98近区的zhendong进行了测试研究。同时,还you以下技术和工程:日本在初狩sui道开挖中采用刻槽隔zhen技术来jian小bet98队围岩和dibiao的zhendong[3];tong过加大掏槽区kong孔体积,以jian小掏槽bet98的夹制作用,从而降dibet98zhendong的技术[4];采用duan进尺分部bet98方fa,修建了近距下穿宜昌火che站的云集sui道[5];采用微zhendong控制bet98技术,cheng功di下穿了高大lou房密集di段的广州di铁三号线[6];采用先拉槽的微zhendong控制bet98技术,修建的宁bozhao宝山小间距sui道[7]。但shi,按shang述方fa,sui道shi工进du慢,shi工总cheng本大,不能满足城区浅埋近距下穿居民区祄ouご髎ui道shi工。随着dian子lei管祄ou鱿郑猻ui道bet98降zhen新技术ti供了强you力的工具。为了获得安全、快速和经济的sui道bet98降zhen新技术,本文结he国家重点工程——兰渝铁路人簍ongui道的建设,进行了dian子lei管降zhen试验、dian子lei管与非dianlei管联he降zhen试验,da到了预期mu的。ying用该技术,安全、快速和经济di修建了人簍ong「咚偬匪遱ui道,bingqie该技术还ying用到城区浅埋大跨gong路sui道的建设中,取得了良好的社会效益和经济效益。

2dian子lei管结构及降zhen原理

dian子lei管,又称数malei管,qi研究始于20世ji80年代,蕅ie恢指菔导市枰梢詒en意设定延期时间bing精que实现发火延时的新xingdian能起爆器材,具you使用安全可靠、延期时间精quedu高、设定灵huodeng特点。mu前,工程shang广泛使用的dianlei管和非dianlei管采取控制化学yao剂燃烧速du来实现延期,由于受工yi水ping的ying响,延期误差为±(10~150)ms,延期精秗en溃7.5~40)%;dian子lei管采用具youdian子延时功能的专用集chengdian路芯pian来实现延期,延时误差为0.1ms,延期精秗en0.1%。dian子lei管原理[8]ru图1suo示。

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zheng流dian桥,用于对lei管的jiao线输入极性进行zhuan换,ti高网路祄u煽啃裕诖⒛躣ian容,为了保障在网路起爆过程中导线被炸断的情况下,lei管可以按誾haoざǖ氖奔湔F鸨豢刂瓶兀糜诙越雔ei管的能量进行bet98首ye;tongxinbet98首yedian路,用于和wai部起爆控制设备交互数据xin息,在wai部起爆控制设眆u闹竘ing下,执行xiangying的操作,ru延期时间设定、充dian控制、放dian控制、启dong延期deng;内部检测dian路,用于对控制lei管点火的模块进行检测,以que保点火过程shi可靠的;延期dian路,用于实现与dian子lei管xiang关的延期操作;控制dian路,用于对shang述dian路进行协调。

sui道bet98降zhen实质shi降di产生zhendong的能量,即降di产生zhendong的装yao量。sui道开挖ji本采用台絲hui╯hi工,shang台阶产生的zhendong最大。shang台阶炮yan数襤ua阍嘉100个,采用非dianlei管bet98时,由于qi段位少bingqie跳秝en褂茫扛龆挝hui呐趛an数mu为10~15个,即产生zhendong的yao量为10~15个炮yan的总装yao量。dian子lei管的延时时间可以ren意设置,最大延时时间为16s,最小延时时间为1ms,采用dian子lei管时,sui道bet98可以实现单孔连续起爆,即产生zhendong的装yao量为单孔的装yao量,因此采用dian子lei管可以极大di降dibet98zhendong。

3dian子lei管降zhen试验

3.1工程概况

人簍ongui道全长4.466km,为铁路双线sui道,qi中,浅埋下穿水ku、城市道路、sui道、立交桥、高lou、别墅deng重要建筑wu的di段长秗en2085m。sui道围岩zhu要为IV级泥岩。

3.2dian子lei管降zhen试验

(1)非dianlei管降zhen技术

采用非dianlei管,由于qi段位少,延时误差大,建筑wudi面与sui道拱顶间的覆gai层hou秗en27m。在下穿建筑wu前,tong过现场试验,采用台絲huiㄊ保琤et98引起的di面zhendong大于10cm/s,远超过国家标准。因此,shangban断面采用分部bet98开挖方fa,即,一次zuan孔、一次装yao、分次bet98,首先bet98掏槽部位,然后,zaibet98扩槽部位、裧ong鄄课缓蛓a顶部位,bet984磜ei琤et98zhendongji本控制在国家bet98安全规程suo规定的范围内。bet98进尺2m。炮yan布置ru图2suo示,分部bet98结果见biao1和图3。

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(2)dian子lei管降zhen技术

采用ORICAgong司的sui祃eiㄓ胐ian子lei管(eDevTM)进行试验。dian子lei管的起爆能力与普tonglei管的xiang同,可以直jie起爆炸yao。每个dian子lei管you唯一的shenfenma,以条xingma衱en匠鱿(见图4)。dian子lei管装入炮yan后,可以用扫描仪扫描,badian子lei管xin息与存储于qi内的bet98设计联系起来,扫描仪ru图5suo示,每个扫描仪可以扫描500个lei管。

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炮yan装wan后,tong过绝缘连jie器与母线连jie(见图6)。每个dian子lei管连jie到母线后,网络检测仪检查网络网络检测仪ru图7suo示。网络连tongwan好后,扫描仪与起爆器tong过蓝牙,babet98设计传输到起爆器内,起爆器ru图8suo示。

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(3)dian子lei管bet98瞱en

开挖sui道拱顶与建筑wudi面zhi间岩层的hou秗en27m,围岩级别为IV级。

对sui道zhang子面shang炮yanzhi间的延时时间进行了蟙i呈匝椋⑾峙趛an间的延时间隔时间过大,炮yan间不能xingchenggongzhen,破sui效果差,炮yanli用率小,yan重ying响bet98进尺和破sui效果;炮yan间延时间隔时间过duan,bet98错峰不明显,导zhi降zhen效果不佳,you时bet98zhendong叠加明显,bet98zhendong反而增大。

tong过duo磜en匝椋贸鑫а椅狪V级时sui道dian子lei管单孔连jie起爆技术,qi瞱en篵et98进尺2.5m,掏槽yan间延时间隔时间为5ms;zhou边yan间延时间隔时间为3ms;qi他炮yan间延时间隔时间为10ms,ru图9suo示(图中数字biao示炮yan起爆时间,下同)。shang部建筑wu的zhen速rubiao2和图10suo示。

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采用sui道dian子lei管单孔连续起爆技术,在浅埋下穿建筑wu时可以使用台絲hui╯hi工,不但ba分部bet98开挖的bet98进尺由2mti高到2.5m,而qiebet98zhen速由5.19cm/s降到1.9cm/s,shi工进du不但cheng倍增加,而qiebet98zhendong降di50%以shang。 

sui道dian子lei管单孔连续起爆技术,适用于对bet98zhendongmin感祄ou乔陈窠嘞麓┚用駆ou的sui道bet98,可以取得良好的社会效益和经济效益。

3.3dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术

为了降disui道bet98cheng本,在同样di秝ei趕ui道zhang子面shang的zhou边yan、底板yan和部分崩luoyan内装高段位非dianlei管,掏槽yan和部分崩luoyan内装dian子lei管。tong过现场试验,得出dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术,即:底板yan及部分边墙yan装15段非dianlei管,拱顶yan及部分边墙yan装13段非dianlei管,内圈yan装11段非dianlei管,qi他炮yan装dian子lei管,dian子lei管的瞱en和琾ai的2个掏槽yan同时起爆,qi他炮yan单孔起爆,同pai炮yan间延时间隔时间为2ms,pai间延时间隔时间为30ms,qi网路ru图11suo示。shang部建筑wu的zhen速rubiao3和图12suo示。

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dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术,同样babet98进尺由2mti高到2.5m,bet98zhen速由5.19cm/s降di到2.9cm/s,即降zhen40%以shang。从zhendongboxing可以看出,zhendong最大处shidian子lei管与非dianlei管交界处,该处zhendongshi1l段非dianlei管引爆duo个炮yan造cheng的。

dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术,适he于近距下穿或shang跨既yousui道和小净间距sui道的bet98shi工。

3.4sui道dian子lei管bet98降zhen机制分析

dian子lei管由于qi延时时间可以根据sui道围岩和环境情况ren意设置,bingqie延时时间长和精que,最长延时时间可da16s,延时误差0.1%。li用dian子lei管的zhe一特性,可以basui道炮yan内炸yao的能量均匀di释放出来,即sui道单孔连续bet98,最大一段的装yao量shimou一个孔内的装yao量,bing不shi非dianlei管bet98时许duo炮yan装yao量zhi和构cheng的一段yao量,因此,dian子lei管bet98产生的zhendong小。但shisui道围岩不同时,炮yan单孔起爆时的延时间隔时间不同,que定它们zhi间的延时间隔时间既要考虑降zhenwen题,又要考虑炮yan间gongzhen破sui岩石的wen题。

4典xingying用实li分析

大连市区南山sui道为南北双洞三che道sui道,北洞长du1380m,膞i闯u1395m。环境异常复杂,属于大跨浅埋及围岩破suisui道,下穿人防工事及大pian居民区。sui道围岩为中feng化板岩,岩石单轴抗ya强du20~22MPa,岩层以hui白色~huang褐色石英岩为zhu,zhi密块状,薄~中hou层状构造,层理qing晰jie理羪an斗⒂а椅狪V级。开挖宽du15~16m。

sui道拱顶与人防工事间距7~9m,与居民loudi面及道路间距21~35m,图13为典xing段环境示意图,对bet98zhendong及噪声要求非常yange。

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4.1非典lei管bet98

sui道在埋深35m时进行台絲hui絝a开挖,采用非典lei管bet98,对di面产生的zhendong为6.1cm/s,yan重ying响居民生huo、lou房和人防工事的安全。对shang部lou房的bet98zhendongboxingru图14suo示(20110614tong道3#段1,触发时间:2011年6yue14日06:22:52,最大zhen速6.056cm/s,zhuzhen频率21.973Hz,zhendong持续时间1.447s)。

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4.2dian子lei管bet98

在bet98进尺、炮yan布置、炮yan装yao量dengbet98瞱en槐涞那榭鱿拢琤a非dianlei管换cheng国产dian子lei管,炮yan延时时间与人簍ongui道的xiang同,最终babet98zhendong降到1.2cm/s左右,降zhen80%以shang。zhendongboxingru图15suo示(20110628tong道2#段1,触发时间:2011年6yue28日00:08:08,最大zhen速1.158cm/s,zhuzhen频率35.4Hz)。

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采用dian子lei管,可以实现sui道的单孔连续bet98,产生zhendong的yao量为单孔yao量,极大di降dibet98zhendong,zheshi非dianlei管不可能zuo到的。

4.3sui道dian子lei管bet98经济效益分析

国产dian子lei管的jiageshi非dianlei管jiage的15倍,操作程序比较复杂,国waidian子lei管的jiageshi非dianlei管jiage的20倍,操作程序比较简便。

sui道采用dian子lei管bet98时,bet98cheng本眖ue莇ianlei管bet98增加1000~2000元/m,但shi可以ba采用非dianlei管分部duo次bet98变cheng一次bet98,shenzhi可以ba原来非典lei管不能bet98shi工而采觤ei祍hi工的sui道变chengdian子lei管bet98shi工,shi工进dushi非典lei管bet98或机械开挖的2~3倍。sui道采用dian子lei管bet98时,产生的zhendong很小,meiyou发生扰民而停止shi工现象。

5结论

(1)sui道dian子lei管单孔连续起爆技术,适用于对bet98zhendongmin感祄ou乔陈窠嘞麓┚用駆ou的sui道bet98shi工,与sui道非dianlei管bet98xiang比,在bet98进尺xiang同的情况下,bet98zhendong可以降di80%以shang;在bet98进尺增加25%情况下,bet98zhendong可以降di50%以shang。

(2)sui道dian子lei管与非dianlei管联he降zhen技术,适he于近距下穿或shang跨既yousui道bet98shi工,与sui道非dianlei管bet98xiang比,在bet98进尺增加25%情况下,bet98zhendong可降di40%以shang。

(3)采用sui道dian子lei管单孔连续起爆时,掏槽yan间的延时间隔时间对降zhen效果和bet98进尺zhi关重要,sui道围岩为IV级时,建yi掏槽孔延时间隔时间为5ms,zhou边炮yan延时间隔时间为3ms,qi他炮yan延时间隔时间为10ms。对于qi他围岩,炮yan间的延时间隔时间要进行调zheng,Ⅱ,Ⅲ级围岩时适dangjian小,V级围岩时适dang增大。

(4)采用sui道dian子lei管bet98时,虽然bet98cheng本增加,但shishi工进du可以ti高2~3倍,sui道shi工总cheng本可能还会降di。

(5)sui道dian子lei管bet98时,操作程序眖ue莇ianlei管要复杂,需进一步研究。

(6)采用dian子lei管单孔连续起爆,zhu要shi错峰降zhen,但shi,由于sui道di质条件的复詙ou裕huizi迪址骞鹊痈扇沤祕hen。

参考文献

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摘自2012年《岩石力学与工程学报》