一種基于控制振速下確定城區(qū)隧道爆破藥量的安全施工區(qū)間的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于已知控制振速下進(jìn)行城市淺埋隧道爆破設(shè)計(jì)時(shí)，被保護(hù)建筑位于隧道輪廓線外，確定不同設(shè)計(jì)藥量所對應(yīng)的隧道施工位置的方法。本發(fā)明根據(jù)隧道及建筑物的形狀特征，采用合理方法建立隧道曲線、建筑物輪廓線的坐標(biāo)系和軌跡方程；以建筑物輪廓延長線將隧道曲線部分分成若干段，推導(dǎo)出與設(shè)計(jì)藥量相對應(yīng)的隧道段安全距離的分段函數(shù)表達(dá)式。建筑物到爆源最近距離對應(yīng)的最小藥量與進(jìn)尺決定后，根據(jù)求得的函數(shù)表達(dá)式，可以精確獲取各爆破藥量在隧道的分界位置/樁號，確定隧道設(shè)計(jì)進(jìn)尺的安全范圍。為復(fù)雜建筑環(huán)境下確定隧道進(jìn)尺的安全爆破范圍提供了一種精確的方法。
【專利說明】
-種基于控制振速下確定城區(qū)隧道爆破藥量的安全施工區(qū)間 的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種爆破中安全施工區(qū)間確定的方法，特別適于保證低振速要求的隧 道輪廓線外被保護(hù)建筑物存在的情況下爆破時(shí)安全區(qū)間的確定。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來城市隧道爆破成為研究熱點(diǎn)，但對一定振速下確定安全藥量對應(yīng)的施工位 置研究較少。由于爆源與被保護(hù)物間距離變動(dòng)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的分段藥量/進(jìn)尺不斷變化，實(shí)際施 工通常是在距被保護(hù)物最近點(diǎn)先按最小藥量掘進(jìn)一段距離，此段內(nèi)距離增加藥量仍保持不 變；當(dāng)距離增大到可按正常藥量施工的位置時(shí)再增加藥量。但現(xiàn)在城市淺埋隧道面臨的普 遍問題是，隧道埋深與建筑物尺寸相近，不能將建筑作為一個(gè)點(diǎn)處理，故一定振速、藥量下 得到對應(yīng)施工區(qū)段變得非常困難，若已知被保護(hù)建筑所需最小藥量與進(jìn)尺后，最小進(jìn)尺與 正常進(jìn)尺的分界粧號是必須精確確定的，否則振速極易超標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明方法是針對隧道爆破振速控制的要求，克服傳統(tǒng)的將被保護(hù)建筑物簡化為 一點(diǎn)，而提出的一種確定隧道爆破安全區(qū)間的方法。本發(fā)明方法尤其適用于復(fù)雜環(huán)境下的 城市淺埋隧道爆破安全藥量對應(yīng)區(qū)間的確定。
[0004] 本發(fā)明方法的原理是：
[0005] 建立隧道曲線的坐標(biāo)系，得出隧道曲線方程及建筑物墻根線方程;把墻根線延長 與隧道曲線相交，交點(diǎn)和隧道圓弧段與緩和曲線段的分界點(diǎn)可把隧道劃分為不同類型的區(qū) 段;根據(jù)所劃分的區(qū)段的不同類型分別推導(dǎo)出隧道的粧號對應(yīng)距被保護(hù)建筑物的距離公式 S-R;由已知交點(diǎn)和分界點(diǎn)粧號可知各點(diǎn)所對應(yīng)的安全距離W及最小距離;根據(jù)正常施工進(jìn) 尺可得對應(yīng)安全藥量，即可反算出其對應(yīng)安全距離，將其由交點(diǎn)和分界點(diǎn)計(jì)算得出的距離 對比可知正常進(jìn)尺所對應(yīng)的區(qū)段，將正常進(jìn)尺對應(yīng)的安全距離帶入S-R關(guān)系式就可得到正 常進(jìn)尺對應(yīng)的隧道粧號。
[0006] 本發(fā)明的基于控制振速下確定城區(qū)隧道爆破藥量的安全施工區(qū)間的方法，該方法 包括如下步驟：
[0007] 1)隧道軌跡坐標(biāo)系的建立與方程表述：
[000引隧道軌跡曲線采用圓弧曲線、緩和曲線和直線段組合，W隧道掘進(jìn)首爆點(diǎn)軌跡連 線作隧道曲線，按圓弧曲線、緩和曲線兩段分別建立坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系后可得隧道圓弧段 軌跡方程和緩和曲線段軌跡方程；
[0009] 2)建筑物墻根線方程表述：
[0010] 建筑物各邊線軌跡方程稱為墻根線方程，藥量計(jì)算中最短距離產(chǎn)生于爆源與建筑 物在地面輪廓線中的某點(diǎn)聯(lián)線，計(jì)算時(shí)W建筑物底層墻根處振速作為控制基準(zhǔn)，找到墻根 線拐角點(diǎn)的坐標(biāo)，從而得出建筑物墻根線方程；
[0011] 3)最短距離計(jì)算分段方法：
[0012] 對建筑物墻根線作延長線，將建筑物平面劃分為兩個(gè)部分，一部分為建筑物邊線 為寬度的延長帶，此區(qū)域內(nèi)隧道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn)到對應(yīng)墻根線的垂直距 離；另一部分為正對建筑物墻角的部分，此區(qū)域內(nèi)隧道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn) 到對應(yīng)墻角的水平距離；
[0013] 建筑物在爆屯、曲線圓弧外，延長墻根線分別與隧道曲線交于4個(gè)控制點(diǎn)，把隧道曲 線劃分為5段，3種類型:直線段、緩和曲線段、圓弧曲線段，3種類型中又可分為隧道的緩和 曲線段上的點(diǎn)到建筑物邊線或角點(diǎn)的距離，隧道圓弧段上的點(diǎn)到建筑物邊線或角點(diǎn)的距離 四種情況；
[0014] 4)爆源到建筑物距離與隧道相應(yīng)位置關(guān)系的推導(dǎo)：
[0015] 首先確定隧道爆屯、曲線圓弧段和緩和曲線段方程，又由分段方法對隧道曲線的劃 分，分別將對應(yīng)的隧道曲線方程與空間中點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到直線的距離公式聯(lián)立就可導(dǎo)出步驟 (3)中所述四種情況下隧道爆屯、曲線上的任一點(diǎn)到建筑物的距離公式S-R，即，隧道曲線上 任意粧號S所對應(yīng)的位置到建筑物的最短距離R;
[0016] 5)已知S-R關(guān)系式后的具體求解：
[0017] ①建筑物墻根線延長至隧道曲線得到的四個(gè)控制點(diǎn)及隧道緩和曲線與圓曲線交 點(diǎn)HY的粧號，代入式S-R關(guān)系式求得四個(gè)控制點(diǎn)相應(yīng)距離，并找到S-R關(guān)系式的最小值Rmin;
[0018] ②將設(shè)計(jì)藥量/進(jìn)尺帶入薩氏公式得到建筑物距爆源空間距離R，判斷得R在步驟 ①中的對應(yīng)區(qū)段；
[0019] ③在該區(qū)段內(nèi)選用S-R關(guān)系式中相應(yīng)公式，用MATLAB的solve函數(shù)計(jì)算程序，篩除 不在本段位置解的if判值函數(shù)，編寫程序自動(dòng)逆解并篩選出符合條件S，得到兩個(gè)粧號S值 分別對應(yīng)隧道至建筑物距離為R兩處位置，從而確定城區(qū)隧道爆破藥量的安全施工區(qū)間。
[0020] 其中，在所述步驟4中，所述S-R公式中，已知S即可求得R;反之，已知R也可反算出 S。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為隧道軌跡曲線建系示意圖；
[0022] 圖2為墻根線延長線的平面劃分；
[0023] 圖3為墻根線切割隧道示意圖；
[0024] 圖4為坐標(biāo)系的建立及曲線分段；
[0025] 圖5為渝中連接隧道周邊建筑環(huán)境示意圖；
[0026] 圖6為渝中連接隧道走向及建筑物位置圖；
[0027] 圖7為隧道粧號一空間距離變化曲線；
[0028] 圖8為隧道粧號一最大單段藥量變化曲線；
[0029]
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明公開了一種基于已知控制振速下進(jìn)行城市淺埋隧道爆破設(shè)計(jì)時(shí)，被保護(hù)建 筑位于隧道輪廓線外，確定設(shè)計(jì)藥量所對應(yīng)的隧道施工位置的方法，
[0031] 本發(fā)明方法的步驟是：
[0032] 1)隧道軌跡坐標(biāo)系的建立與方程表述:隧道軌跡曲線采用實(shí)際工程中普遍使用的 圓弧曲線、緩和曲線和直線段組合，W隧道掘進(jìn)首爆點(diǎn)軌跡連線作隧道曲線，按圓曲線、緩 和曲線兩段分別建立坐標(biāo)系；
[0033] ①圓弧段坐標(biāo)系的建立:設(shè)原點(diǎn)0與隧道變坡點(diǎn)同高，且原點(diǎn)0的水平投影與圓弧 圓屯、重合，Z軸指向豎直正上方，Y軸指向隧道變坡點(diǎn)，X軸按右手螺旋法則由Y軸叉乘Z軸得 到，建立坐標(biāo)系后可得隧道圓弧段軌跡方程：
[0034]
[0035] 式中：r為圓弧段半徑，Sl為Y軸與隧道曲線交點(diǎn)粧號，S為隧道曲線任意點(diǎn)(x，y，z) 粧號，i為隧道坡度，r為圓曲線半徑，S為緩和曲線上任一點(diǎn)(x，y，z)到直緩點(diǎn)ZH弧長；
[0036] ②緩和曲線段坐標(biāo)系的建立:緩和曲線用于連接直線段和圓曲線，節(jié)點(diǎn)稱直緩點(diǎn) (ZH)和緩圓點(diǎn)化Y)。建立坐標(biāo)系為：原點(diǎn)0'位于直緩點(diǎn)處，Z軸指向正上方，Y軸背向緩和曲 線曲率中屯、一側(cè)，垂直于直線段，X軸按右手系垂直于Y軸，建立坐標(biāo)系后可得隧道緩和曲線 段軌跡方程：
[0037]
[003引式中:r為圓弧段半徑，i為隧道坡度，So為緩和曲線總長度，ZZH為直緩點(diǎn)Z坐標(biāo)；
[0039] 2)建筑物墻根線方程表述:一般地，因建筑物底層與其它層相比距地下爆源最近， 分段藥量計(jì)算中最短距離只可能產(chǎn)生于爆源與建筑物在地面輪廓線中的某點(diǎn)聯(lián)線，因此計(jì) 算時(shí)W建筑物底層墻根處振速作為控制基準(zhǔn)。建筑物地面輪廓線為長方形，為方便將各邊 線軌跡方程稱為墻根線方程。
[0040] 設(shè)建筑物墻根拐角處坐標(biāo)A(xo，yo，zo)，找到墻根線拐角點(diǎn)的坐標(biāo)，即可知道墻根 線方程為：
[0041]
[0042] 式中:kl-墻根線斜率，ZO-建筑物相對高程最低點(diǎn)坐標(biāo)；
[0043] 3)最短距離計(jì)算分段方法:對建筑物墻根線作延長線，可W將建筑物平面劃分為 兩個(gè)部分（圖2)，一部分為建筑物邊線為寬度的延長帶，此區(qū)域內(nèi)隧道到建筑物的最短距離 即為隧道上點(diǎn)到對應(yīng)墻根線的垂直距離；另一部分為正對建筑物墻角的部分，此區(qū)域內(nèi)隧 道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn)到對應(yīng)墻角的水平距離；
[0044] 建筑物在爆屯、曲線圓弧外，4條延長線分別與隧道曲線交于4個(gè)控制點(diǎn)DEFG，把隧 道曲線劃分為5段（圖3);直緩點(diǎn)為0'（或ZH)，緩圓點(diǎn)HY位于EF之間（圖4)。對于隧道DG段之 間的部分，計(jì)算隧道上各點(diǎn)到建筑物的最短距離就分為G-F段、F-HY段、HY為E段、E-D段，分 別為:求緩和曲線上點(diǎn)到直線距離、緩和曲線上點(diǎn)到點(diǎn)的距離、圓弧曲線上點(diǎn)到點(diǎn)的距離、 圓弧曲線上點(diǎn)點(diǎn)到直線的距離四種。運(yùn)四種情況是最為常見的情形，具有一般代表性。
[0045] 4)爆源到建筑物距離與隧道相應(yīng)位置關(guān)系的推導(dǎo)：隧道曲線上任意粧號S所對應(yīng) 的位置到建筑物的最短距離R為：
[0046]
[0047] 式中：kAM為建筑物的AM邊線在坐標(biāo)系XOY下的斜率;k'AN為建筑物的邊線AN在坐標(biāo) 系X'Y'Z'下的斜率，（XA，yA，ZA)為點(diǎn)A在坐標(biāo)系XOY下的坐標(biāo)；（x'A，y'A，z'A)分別為點(diǎn)A在坐 標(biāo)系X'Y'Z'下的坐標(biāo)，Sd,泣，Shy，Sf，Sg，Szh為D、E、HY、F、G、ZH點(diǎn)的粧號；
[004引S-R式中僅有粧號S-個(gè)變量，其他參數(shù)在工程中均為常數(shù)，故已知粧號的情況下， 即可算出對應(yīng)的隧道上點(diǎn)到建筑物的最短距離;反之在給定安全距離R(即薩道夫斯基公式 中的距離參數(shù)R)時(shí)，可求得對應(yīng)粧號。
[0049] 5)已知S-R關(guān)系式后的具體求解：
[0050] ①建筑物墻根線AM、AN延長至隧道曲線交于D、F、E、G及隧道緩圓交點(diǎn)HY的粧號，將 其代入式S-R對應(yīng)方程求得相應(yīng)距離Rd、Rf、Re、Rg、姑Y，并找到S-R式最小值Rmin;
[0051] ②將設(shè)計(jì)藥量/進(jìn)尺帶入薩氏公式得到建筑物距爆源空間距離R，判斷得R在步驟1 中的對應(yīng)區(qū)段；
[0052] ③在該區(qū)段內(nèi)選用式S-R中相應(yīng)公式，用MATLAB的solve函數(shù)計(jì)算程序，篩除不在 本段位置解的if判值函數(shù)，編寫程序自動(dòng)逆解并篩選出符合條件S，得到兩個(gè)粧號S值分別 對應(yīng)隧道至建筑物距離為R兩處位置。
[0053] 現(xiàn)根據(jù)具體的實(shí)施方式對其進(jìn)行說明。
[0054] 本發(fā)明所依托的工程為重慶市渝中區(qū)渝中連接隧道，隧道上方為渝中區(qū)主要商業(yè) 中屯、，建構(gòu)筑物分布密集。隧道曲線由圓曲線+緩和曲線+直線組成，隧道坡度i = 4%，圓曲 線半徑r = 260.25m，緩和曲線參數(shù)s〇 = 200m。隧道輪廓線外有重點(diǎn)文物羅漢寺大雄寶殿，控 制振速0.5cm/s W下，其余所有建筑物要求振速不超過1. Ocm/s。因文物羅漢寺大雄寶殿距 離隧道較近且控制振速低于正上方建筑物，不能把其簡化為一點(diǎn)考慮，在實(shí)際施工過程中 就需要準(zhǔn)確確定由大雄寶殿距離隧道的最小距離確定的小進(jìn)尺變化為正常施工進(jìn)尺時(shí)的 隧道粧號。
【具體實(shí)施方式】 [0055] 包括W下步驟：
[0056] 1)隧道軌跡坐標(biāo)系的建立與方程表述:根據(jù)隧道左線爆屯、曲線作圖6，Y軸與曲線 交點(diǎn)（變坡點(diǎn))位置粧號ZK14+072.268(粧號S只取V'后面部分），設(shè)為高程起始點(diǎn)，即Y軸與 隧道曲線交點(diǎn)粧號為Si = 72.268。從粧號ZK14+072.268~400,圓曲線、緩和曲線兩部分?；?號ZK14+200處為緩圓點(diǎn)化Y)，粧號ZK14+400處為直緩點(diǎn)（ZH)，即Shy = 200，Szh = 400dW直緩 點(diǎn)為原點(diǎn)建系O' X' Y' Z '，并保證坐標(biāo)系O ' X' Y' Z '與OXYZ各自的XY平面重合。建立坐標(biāo)系后 分別推導(dǎo)出隧道爆屯、曲線在兩個(gè)坐標(biāo)系下的緩和段和圓弧段曲線方程。
[0057] 2)建筑物墻根線方程表述：找出建筑物的角點(diǎn)A、M、N分別在坐標(biāo)系0' X' Y' Z '與 OXYZ下的坐標(biāo)，確定角點(diǎn)坐標(biāo)后就可導(dǎo)出兩個(gè)坐標(biāo)系下墻根線的方程。
[0058] 3)最短距離計(jì)算分段方法:對墻根線作延長線，可將建筑物平面劃分為①②兩個(gè) 部分，如圖2所示，其中區(qū)域①內(nèi)隧道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn)到對應(yīng)墻根線AM、 AN的垂直距離；其中區(qū)域②內(nèi)隧道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn)到對應(yīng)角點(diǎn)A、M、N的 水平距離;延長線與隧道爆屯、曲線交于〇、6立、6四點(diǎn)，可將爆屯、曲線分為5段，結(jié)合已知緩圓 點(diǎn)HY可W劃分為:GF段、F點(diǎn)到緩圓點(diǎn)HY、緩圓點(diǎn)HY到E、邸段四段。
[0059] 4)爆源到建筑物距離與隧道相應(yīng)位置關(guān)系的推導(dǎo):GF段完全處于緩和曲線部分。G 點(diǎn)粧號ZK14+337.2，F(xiàn)點(diǎn)粧號ZK14+269.7，A點(diǎn)在坐標(biāo)系O'X'Y'Z'下坐標(biāo)為（203.6835，- 47.0942，27.0363)，直線AN斜率為1.75。帶入?yún)?shù)后，參照式S-R中第一式計(jì)算;F點(diǎn)到緩圓 點(diǎn)HY為緩和曲線段，F(xiàn)點(diǎn)粧號ZK14+269.7，緩圓點(diǎn)HY粧號ZK14+200，參照S-R式中第二式計(jì) 算;緩圓點(diǎn)到E點(diǎn)為圓弧段，參照S-R式中第S式計(jì)算。E點(diǎn)粧號ZK14+169.46，緩圓點(diǎn)HY粧號 ZK14+200，A點(diǎn)在OXYZ坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(95.8053,262.9929,27.0363) ;ED段及DW下全部 是圓曲線。E點(diǎn)粧號ZK14+169.46，D點(diǎn)粧號ZK14+156.70，建筑物AM邊在0乂町坐標(biāo)系下直線斜 率為0.7892，帶入?yún)?shù)，參照S-R式中第四式計(jì)算。
[0060] 5)已知S-R關(guān)系式后的具體求解:在上述各區(qū)段明確后，采用MTLAB 2014a程序?qū)?式S-R編程求解，就可根據(jù)隧道爆源軌跡上每點(diǎn)到建筑物的空間距離R，很方便獲取隧道上 相應(yīng)的位置粧號。通過式S-R求得H點(diǎn)粧號ZK14+189.5，最小值Rmin = 30.41m(如圖6)，現(xiàn)需求 出可采用1.0kg藥量施工的隧道臨界位置并確保振速在0.5cm/sW下。根據(jù)薩氏公式算出 1. Okg藥量對應(yīng)的爆源距離36.7m，帶入式S-R第二式和第四式，均僅有粧號S-個(gè)參數(shù)，采用 Matlab中的solve函數(shù)編程求解方程，即得到對應(yīng)粧號ZK14+210.13、ZK14+165.06,如圖6 中B、C所示。最近點(diǎn)H位于BC之間。其工程意義是從H點(diǎn)Wo.7m進(jìn)尺/0.5kg藥量施工，當(dāng)向前 (向B)施工到ZK14+210.13、或向后（向C)施工到ZK14+165.06粧號時(shí)，裝藥量增加為1.0kg (或進(jìn)尺增為1.8m)，可滿足大雄寶殿安全振速控制要求。表1為左線各區(qū)段參考藥量表。
[0061]
[0062] 表 1
[0063] 如果渝中隧道設(shè)計(jì)時(shí)需考慮不同分段藥量時(shí)的施工安全距離，利用S-R式和 Matlab軟件編程計(jì)算隧道爆屯、曲線上的各點(diǎn)到建筑空間最短距離，繪制出對應(yīng)的粧號一最 短距離變化曲線（S-R)，如圖7所示。又因?yàn)樵谒淼辣圃O(shè)計(jì)中，主要考慮裝藥量-隧道對應(yīng) 區(qū)段的施工。故根據(jù)薩道夫斯基公式，將建筑物到爆源距離帶入即可得粧號一藥量變化曲 線（圖8)。在W最小裝藥量進(jìn)尺施工后，W多大藥量或進(jìn)尺施工并滿足振速不超標(biāo)就在圖中 一目了然表現(xiàn)出來，可W非常方便地進(jìn)行不同地段的爆破藥量設(shè)計(jì)，例如欲設(shè)計(jì)I.化g的分 段藥量，只能在K14+158.29向減小粧號方向、或K14+213.93向增加粧號方向施工才能滿足 振速要求。運(yùn)對隧道安全振速下的藥量設(shè)計(jì)有重要應(yīng)用價(jià)值。 W上為本發(fā)明方法的一種具體實(shí)施案例，本發(fā)明并不僅局限于特定的實(shí)例，只要采用 相同方法來求解當(dāng)隧道附近被保護(hù)建筑物不可簡化為一點(diǎn)時(shí)，爆破由小進(jìn)尺變化到正常進(jìn) 尺時(shí)的區(qū)間范圍，均應(yīng)視為本發(fā)明方法的同一類型。 W上所述僅是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)員來說，在 不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和變型，運(yùn)些改進(jìn)和變型也應(yīng)該視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于控制振速下確定城區(qū)隧道爆破藥量的安全施工區(qū)間的方法，其特征在于， 該方法包括如下步驟： 1) 隧道軌跡坐標(biāo)系的建立與方程表述： 隧道軌跡曲線采用圓弧曲線、緩和曲線和直線段組合，以隧道掘進(jìn)首爆點(diǎn)軌跡連線作 隧道曲線，按圓弧曲線、緩和曲線兩段分別建立坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系后可得隧道圓弧段軌跡 方程和緩和曲線段軌跡方程； 2) 建筑物墻根線方程表述： 建筑物各邊線軌跡方程稱為墻根線方程，藥量計(jì)算中最短距離產(chǎn)生于爆源與建筑物在 地面輪廓線中的某點(diǎn)聯(lián)線，計(jì)算時(shí)以建筑物底層墻根處振速作為控制基準(zhǔn)，找到墻根線拐 角點(diǎn)的坐標(biāo)，從而得出建筑物墻根線方程； 3) 最短距離計(jì)算分段方法： 對建筑物墻根線作延長線，將建筑物平面劃分為兩個(gè)部分，一部分為建筑物邊線為寬 度的延長帶，此區(qū)域內(nèi)隧道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn)到對應(yīng)墻根線的垂直距離； 另一部分為正對建筑物墻角的部分，此區(qū)域內(nèi)隧道到建筑物的最短距離即為隧道上點(diǎn)到對 應(yīng)墻角的水平距離； 建筑物在爆心曲線圓弧外，延長墻根線分別與隧道曲線交于4個(gè)控制點(diǎn)，把隧道曲線劃 分為5段，3種類型:直線段、緩和曲線段、圓弧曲線段，3種類型中又可分為隧道的緩和曲線 段上的點(diǎn)到建筑物邊線或角點(diǎn)的距離，隧道圓弧段上的點(diǎn)到建筑物邊線或角點(diǎn)的距離四種 情況； 4) 爆源到建筑物距離與隧道相應(yīng)位置關(guān)系的推導(dǎo)： 首先確定隧道爆心曲線圓弧段和緩和曲線段方程，又由分段方法對隧道曲線的劃分， 分別將對應(yīng)的隧道曲線方程與空間中點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到直線的距離公式聯(lián)立就可導(dǎo)出步驟(3) 中所述四種情況下隧道爆心曲線上的任一點(diǎn)到建筑物的距離公式S-R，即，隧道曲線上任意 粧號S所對應(yīng)的位置到建筑物的最短距離R; 5) 已知S-R關(guān)系式后的具體求解： ① 建筑物墻根線延長至隧道曲線得到的四個(gè)控制點(diǎn)及隧道緩和曲線與圓曲線交點(diǎn)HY 的粧號，代入式S-R關(guān)系式求得四個(gè)控制點(diǎn)相應(yīng)距離，并找到S-R關(guān)系式的最小值心^ ② 將設(shè)計(jì)藥量/進(jìn)尺帶入薩氏公式得到建筑物距爆源空間距離R，判斷得R在步驟①中 的對應(yīng)區(qū)段； ③ 在該區(qū)段內(nèi)選用S-R關(guān)系式中相應(yīng)公式，用MATLAB的solve函數(shù)計(jì)算程序，篩除不在 本段位置解的if判值函數(shù)，編寫程序自動(dòng)逆解并篩選出符合條件S，得到兩個(gè)粧號S值分別 對應(yīng)隧道至建筑物距離為R兩處位置，從而確定城區(qū)隧道爆破藥量的安全施工區(qū)間。2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟4中，所述S-R公式中，已知S即 可求得R;反之，已知R也可反算出S。
【文檔編號】E21D9/14GK106014422SQ201610350097
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】龔敏, 李永強(qiáng), 陳華森, 孟祥棟, 吳昊駿, 聶永進(jìn), 胡廣風(fēng), 宋書, 宋書一, 管學(xué)銘, 余鴻飛, 劉洪憶, 張明高, 趙振振, 王從剛
【申請人】北京科技大學(xué), 重慶巨能建設(shè)(集團(tuán))有限公司