[发明专利]一种模拟隧道爆破开挖对周边管道影响的试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种模拟隧道爆破开挖对周边管道影响的试验装置及试验方法，所述的装置包括隧道结构加载试验装置、炸药筒、管道、衬砌支护结构和量测装置；量测装置包括应变片、加速度传感器、数据采集仪和计算机。由于本发明通过在隧道结构加载试验装置的加载箱体埋设应变片和加速度传感器，能够对周边管道和岩体的振动特性及管道动力响应特征进行全面的监测，解决了实际爆破法隧道工程中深层岩体和管道监测工作难、量测项目不全面的问题。由于本发明可通过控制炸药量、爆心距、管道参数和管道空间位置等影响因素，并通过隧道结构加载装置实现了多种埋深下管道应力状态的模拟，为地铁隧道的快速掘进和管道的安全防护提供了技术支持。

主权项

一种模拟隧道爆破开挖对周边管道影响的试验装置，其特征在于：包括隧道结构加载试验装置、炸药筒(2)、管道(3)、衬砌支护结构(4)和量测装置；所述的隧道结构加载试验装置为卧式隧道结构加载试验装置；隧道结构加载试验装置的加载箱体(1)为矩形箱体，矩形箱体的长度和宽度相等、高度小于其长度；所述的加载箱体(1)的垂直方向相当于实际工程的隧道的水平长度方向；所述的炸药筒(2)为圆柱形炸药筒；所述的炸药筒(2)有多个，多个炸药筒(2)集中布设在开挖断面中心处；所述的开挖断面为衬砌支护结构(4)入土侧端部所包围的圆形区域；所述的开挖断面中心为衬砌支护结构(4)入土侧端部所包围的圆形区域中心；所述的炸药筒(2)通过导爆索与起爆装置连接；所述的衬砌支护结构(4)为圆筒形结构，相当于实际工程的隧道；所述的衬砌支护结构(4)轴线平行于加载箱体(1)的前、后箱壁；所述的管道(3)平行布置在衬砌支护结构(4)的轴线前方，相当于实际工程的隧道上方；所述的管道(3)的轴线与衬砌支护结构(4)的轴线在几何空间位置上平行、垂直或斜交；所述的管道(3)轴线平行于加载箱体(1)的前、后箱壁；所述的量测装置包括应变片(5)、加速度传感器(6)、数据采集仪(7)和计算机(8)；所述的管道(3)沿轴向均布多个测点，每个测点的管道(3)外表面的迎爆侧和背爆侧均设置一个应变片(5)和一个加速度传感器(6)；所述的衬砌支护结构(4)轴线后方的岩体内设置加速度测量线，加速度测量线与管道(3)轴线关于衬砌支护结构(4)轴线所在的平面对称，沿加速度测量线均布多个测点，每个测点设置一个加速度传感器(6)；所述的衬砌支护结构(4)轴线所在的平面平行于加载箱体(1)前、后箱壁；所述的应变片(5)和加速度传感器(6)分别通过数据线与数据采集仪(7)连接，所述的数据采集仪(7)与计算机(8)连接。