引言

随着我国天然气工业的迅速发展和能源需求的不断增长，传统单条管道的运输能力已经不能满足需求[1-2]。在既有管道附近增建新的输送管道可以满足输送能力的不足，同时也方便施工与维护，能有效提高输送能力。于是近年来，新建管道与原有管道并行或交叉的现象逐渐增多，比如西二线和涩宁兰复线[3]。管道途经石方地段时，爆破开挖作为一种高效、经济的施工方法，在实际建设工程中的作用无以替代。特别是随着爆破器材、钻孔机具、爆破工艺的改进以及爆破技术的创新，都带来石方管沟爆破技术的发展[4-5]。

加特可（广州）自动变速器有限公司是加特可株式会社在海外独资设立的第二家生产基地。公司于2007年4月在以高新技术为主导的广州经济技术开发区科学城成立，注册资金7 500万美元，主要生产无级自动变速器（CVT）。公司在2012年4月成立了“加特可中国品质技术中心”，该中心集顾客品质保证、SQA、开发和采购等功能于一体，形成以组织形式对市场品质、车辆适用开发和零部件国产化作出高效反应的机制。

中国石油天然气集团公司于2010年发布的Q/SY 1358—2010油气管道并行敷设技术规范规定:石方地段新建管沟开挖与既有管道并行间距大于10 m且小于或等于20 m时，若采用爆破方式开挖，应论证爆破方案的可行性，若既有管道处的质点振速峰值小于10 cm/s，即视为既有管道安全[6-8]。

本文中，以现场爆破试验为依据，对10～20 m近距离范围内中硬岩管沟爆破开挖方案的可行性进行研究，在保证近距离既有管道安全的前提下，分析管沟爆破的成型效果，为今后类似工程提供参考。

1 爆破参数设计及单孔爆破试验

1.1 试验场地概况

试验场地位于辽宁省阜新市建设镇的新德石灰石矿。该石灰石矿资源丰富，矿物主要成分是方解石，此外还含有白云石、菱铁矿、石英、长石、云母等矿物质，其主要化学成分是碳酸钙。通过对现场实地考察，发现石灰石的普氏硬度系数为6～15，有属于中硬岩范畴的岩石，而且新德石灰石矿地势平坦，场地面积足够大，方便现场试验和仪器监测。

1.2 爆破参数设计

2.2.1 管沟爆破参数设计

考虑管沟爆破尺寸和钻孔机具的因素，钻孔直径取89 mm。管沟炮孔深度为:

式中:L为炮孔深度；H为管沟的设计深度，H＝3 m；h为超深，一般情况下h＝(0.10～0.15)H，这里取h＝0.3 m。

预制性词块教学法的重点是培养学生构建和应用预制性词块的能力，由于这两种能力与学生的外语交际能力直接相关，所以该教学法的主要作用也体现在这方面，能有效提升实际的语言交际能力。另外，学生想要构建预制性词块，必须有较强的语感和足够的词汇量，所以该教学法也能反向加强学生的语感，同时增强学生学习单词的积极性。[2]又因为预制性词块的应用与语境有很大的关系，语境是选择预制性词块的决定性因素之一，所以学生对语境的了解和感受能力也可以通过该教学法加以提高。综上可知，预制性词块教学法对外语教学的优化作用是多方面的。

故炮孔深度为3.3 m。

1.2.2 最小抵抗线W

首先需要厘清一个问题，错误是否与瑕疵等同？如何进行区分？笔者以为可以从以下几个方面进行延展：首先是侵犯的形态方面，错误的严重性高于瑕疵的严重性，错误较为严重，瑕疵较为轻微；其次是违规的程序方面，错误在程序违反方面存在种类性，分为程序性错误和实体性错误两种，而瑕疵更多地是针对实体方面的内容；再次是产生的后果方面，错误较瑕疵而言更具有严重性……

在中硬岩管沟爆破中，通常选取最小抵抗线:

在教材实验中，每个实验一般都提供了相应的实验材料。在准备实验时，一般都是按照规定的材料进行准备，通过检核思考材料的新用途，可以发现有许多实验材料可以一材多用。例如，黑藻一般是用作“观察叶绿体”实验的材料，其实也可将它用作“观察植物细胞质壁分离及质壁分离复原”的实验材料。将黑藻叶片浸泡在质量分数为30%的蔗糖溶液或者质量分数为10%的硝酸钾溶液中，细胞很快就会发生质壁分离。学生能够以叶绿体为标志，观察到整个原生质体的收缩，实验现象比用洋葱表皮细胞更加明显。

式中:φ为钻孔直径；W为最小抵抗线。

1.2.3 孔距及排距

管沟爆破中，炮孔密集系数m通常取0.8。

式中:a为孔距。计算得出孔距为1.784 m，取a＝2 m进行计算。

式中:b为排距。通过计算得出排距为1.6 m。

1.2.4 炸药单耗

查阅文献得知，管沟爆破所需最小单耗q＝0.5 kg/m3，实际单耗取值还需通过管沟爆破试验获得。

老福接过她手中的礼物，客气地请她入坐，她站在那儿不知所措地望着老福的母亲，好像要征得她的同意，老太太拉着她的胳膊让她坐下。没说几句，小宋眼圈就红了，眼泪开始吧嗒吧嗒往下掉，老太太一边安慰她，一边把茶几上的一盒纸巾递给了她。小宋一把一把地抓着纸巾抹眼泪，一句话还没说出来，那盒纸巾都快抓完了。就这样三个人在一起坐了几分钟，小宋终于开口了：“多好的人啊，就这样没了，我到现在还不相信。她除了脾气不好哪都好，是个直性子人。”说完抽泣了半天才平静下来。

单孔装药量Q的计算式:

综合比较，试验2＃与设计最符。

1.3 单孔爆破试验

采用TC-4850型号测振仪，监测距离爆破中心10、12、14、16、18 m和20 m处地表质点振速。结合理论计算进行3次单孔爆破试验，爆破参数见表1，仪器布设见图1，测得的垂直地表方向(Y方向)的振速峰值见表2。

表1 单孔爆破参数 Tab.1 Single-hole blasting parameters

爆破试验钻孔深度/m单孔装药量/kg装药高度/m填塞高度/m 1＃3.051.02.0 2＃3.361.22.1 3＃3.571.42.1

图1 试验测点布置(单位:m) Fig.1 Layout of measuring points(Unit:m)

表2 单孔爆破试验监测数据(Y方向) Tab.2 Monitoring data in single-hole blasting test(Y direction)

仪器编号爆心距/m振速峰值/(cm·s-1)试验1＃试验2＃试验3＃A107.931 79.212 810.398 6 B125.112 36.389 47.421 2 C145.002 05.486 85.857 3 D164.065 84.165 84.608 4 E183.128 13.537 43.826 9 F202.257 42.817 12.885 1

管沟爆破产生的地震波主要有3个传播方向:X方向平行地表面并垂直于管沟方向；Y方向垂直于地面；Z方向与管沟走向一致并平行于地面。

由试验测得，地表质点的振速峰值出现在垂直于地表的Y方向上。

采用萨道夫斯基式[9]:

将爆破成型参数和质点振速峰值进行综合考虑可得出，试验2＃的爆破参数最适合中硬岩管沟爆破。图5为由TC-4850型号测振仪监测到试验2＃各测点X、Y、Z方向的质点振速。

对式(6)等号两端取以e为底数的对数得:

我不敢相信，这些人前天——也就是前天吧——他们还对将来充满了企望。然而此刻，他们就完蛋了，此刻的世界已经不属于他们，前天成了历史，成了他们的另一个世界。

利用式(8)的线性关系，运用Origin 8.5软件，将表2中的数据进行线性拟合，结果如图2所示。

图2 Y方向振速峰值的拟合曲线 Fig.2 Fitting curve of peak vibration velocity in Y direction

图2中的拟合方程为:y＝1.725x＋5.15，结合式(6)、式(7)，可得场地相关系数α＝1.725、K＝172.43。查阅岩性参数表，中硬岩岩性的K＝150～250，α＝1.5～1.8，此次求得的K、α值属于中硬岩岩性，说明选取的试验场地符合研究要求。

2 近距离管沟爆破试验及地震波的传播规律

2.1 管沟爆破试验设计

设计管沟逐孔爆破试验。以外径1 219 mm的常用管材为例，以管沟沟底宽度2.8 m、沟深3.0 m为设计尺寸，展开试验研究。采用2＃岩石乳化炸药，为了降低爆破对既有管道的振动影响，选择毫秒延期雷管，孔内选用10段，孔外选用3段，依次逐孔起爆，时间间隔为0.05 s。

离子液体是由离子组成的有机盐化合物，在室温下多为流动状态的液体，对纤维素等聚合物具有良好的溶解性能。在纤维素向5-HMF的催化转化过程中，离子液体被广泛采用[12]。

2.2 管沟爆破试验研究

1.2.1 炮孔直径及深度

管沟爆破设计3组试验，具体参数如表3所示。

结合文献[10-12]和单孔爆破试验可知:对既有管道影响最大的是垂直地表方向的振动，故着重研究Y方向的爆破振速对既有管道的影响，而对X和Z方向只进行分析对比。

2.2.2 管沟试验布置方案

管沟爆破试验均布设6个监测点，第一个测振仪布置在距爆源中心10 m处，然后每相隔2 m依次布置一台测振仪器，仪器布置在炮孔走向中心线的中垂线上，具体布置方案如图3所示。

2.2.3 管沟爆破试验对比分析

试验后，从管沟成型尺寸和质点振速峰值两方面进行分析。

表3 管沟爆破参数 Tab.3 Pipe trench blasting parameters

试验1＃2＃3＃管沟深度/m3.003.003.00超深/m00.300.50钻孔深度/m3.003.303.50孔距/m2.002.002.00排距/m1.601.601.60爆破面积/m23.203.203.20爆破体积/m39.609.609.60单孔药量/kg5.005.506.00单耗/(kg·m-3)0.520.570.63延米药量/(kg·m-1)5.005.005.00装药高度/m1.001.101.20堵塞长度/m2.002.202.30

图3 试验2＃炮孔及测点的布置(单位:m) Fig.3 Layout of blast holes and measuring points in Test 2＃

1)在爆破区域采用机械手段挖开管沟，查看其爆破成型效果，整理管沟成型的参数，如表4所示。

表4 中硬岩管沟爆破参数测试值 Tab.4 Parameters tested in pipe trench of medium hard rockm

爆破试验沟底中心宽沟底左深沟底右深沟底中心深1＃2.552.842.822.86 2＃2.863.063.083.09 3＃3.123.303.283.36

由表4可以看出，3组试验中:试验1＃的管沟平均深度为2.84 m，比设计值小5.33%；沟底的宽度为2.55 m，比设计值小8.93%。试验2＃的管沟平均深度为3.08 m，比设计值大2.67%；沟底的宽度为2.86 m，比设计值大2.14%。试验3＃的管沟平均深度为3.31 m，比设计值大10.33%；沟底的宽度为3.12 m，比设计值大11.43%。

1.2.5 单孔装药量

既有管道迎爆面、背爆面3个方向的应力云图分别如图9、图10所示。

这一研究发表在《过敏、哮喘及免疫学年报》上，通过对25项早期二手烟环境的研究及对43万名7岁左右儿童的实验得出结论，常吸二手烟的儿童得哮喘病的几率是生活在没有二手烟环境中的儿童的2倍。

（3）针对性原则：不同的企业是有自己不同的行业和性质的，在税收筹划时，不能一味地借鉴别人的税收筹划方案，需要有针对性地了解税收优惠政策。

由计算可得，管沟爆破的最小单孔装药量为4.8 kg，实际药量需依据爆破试验确定。

为了更科学合理地确定提取辣椒碱、辣椒二氢碱及辣椒红色素的最优工艺，在单因素试验的基础上，继续采用L18(36)正交表进行正交试验，因素水平表和试验结果分析表分别见表1和表2。

2)分析监测数据，绘制Y方向的振速峰值曲线如图4所示。

图4 Y方向的质点振速峰值曲线 Fig.4 Peak vibration velocity curves in Y direction

从图4中可以看出:3组爆破试验的质点振速峰值均小于10 cm/s，由规范可知，3组爆破参数均能保证既有管道的安全。试验1＃的质点振速峰值小于试验2＃和试验3＃的振速峰值，衰减程度优于试验2＃；试验2＃与试验3＃的衰减曲线比较相似，在爆心距10～12 m范围内，质点振速迅速减小，之后由于地震波的叠加呈现反增长的趋势，但总体上，试验3＃的振速衰减程度优于试验2＃。

将图4中的质点振速峰值与单孔试验的质点振速峰值比较可以看出:管沟逐孔微差爆破试验的质点振速峰值小于单孔爆破试验，说明逐孔微差爆破方式能够有效地控制爆破振速峰值，减小爆破振动对既有管道造成的损伤。试验3＃的单孔药量虽大于试验2＃，但其质点振速峰值有几处小于试验2＃，分析原因有二:一是单孔药量加大后，增加了岩石的节理裂隙，导致第一孔爆破后振速峰值衰减较多；二是增加单孔药量意味着同时也加大了炮孔深度，从而导致了振速峰值的减小。

式中:v为爆破质点振速峰值，cm/s；Q为最大单段起爆药量，kg；R为并行间距，m；K、α为与爆破场地、地质条件相关的系数。

从图5中可以看出:3个方向的质点振速峰值都是随距离增大而减小，在爆心距10～12 m范围内质点振速峰值衰减较快，尤其是Y方向，在12～18 m范围内振速峰值衰减较快，18～20 m振速峰值衰减较慢。爆心距在10～20 m范围内，X方向的质点振速峰值衰减率为83.43%，Y方向的衰减率为80.60%，Z方向衰减率为90.04%。从峰值方面来看，Y方向质点振速峰值最大，且大大高于X和Z方向的质点振速峰值，X方向的振速峰值略大于Z方向。这与规范中规定的以垂直方向的振速作为管道安全的判据相符，也验证了本爆破试验的正确性。

图5 试验2＃中3个方向的质点振速峰值 Fig.5 Peak vibration velocity in three directions of Test 2＃

3 近距离管沟爆破对既有管道的数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对管沟爆破进行模拟分析，根据管沟爆破试验2＃，以管沟尺寸和测点实际位置建立模型，采用Solid164三维实体单元[13]，采用爆破岩体模型材料*Mat＿Plastic＿Kinematic、炸药模型材料*Mat＿High＿Explosive＿Burn、既有管道模型材料*Mat＿Johnson＿Cook、既有管道回填模型材料*Mat＿Ppastic＿Kinematic以及空气模型材料*Mat＿Null所构建的模型如图6所示。材料参数如表5～表9所示。

图6 模型图 Fig.6 Mesh graph

表5 岩体材料参数 Tab.5 Rock material parameters

密度/(kg·m-3)弹性模量/GPa泊松比屈服强度/GPa切线模量/GPa 2 000150.200.081.5

表6 炸药材料参数 Tab.6 Explosive material parameters

炸药类型密度/(kg·m-3)爆速/(m·s-1)pCJ/GPa 2＃岩石乳化炸药1 0003 2005.3

表7 既有管道材料参数 Tab.7 Material parameters of the existing pipeline

密度/(kg·m-3)弹性模量/GPa剪切模量/GPa泊松比7 80021082.680.27

表8 回填材料参数 Tab.8 Backfill material parameters

密度/(kg·m-3)弹性模量/GPa泊松比屈服强度/GPa切线模量/GPa 1 000100.100.041.0

表9 空气材料参数 Tab.9 Air material parameters

密度/(kg·m-3)材料内能/kJ相对体积1.290.251.0

3.1 管沟爆破地表振速模拟分析

由于现场爆破试验并没有埋设既有管道，为了方便对比分析质点振速的传播规律，此次模拟不设置管道模型、回填模型以及空气模型等。模拟X、Y、Z 3个方向地表质点振速峰值随距离的变化规律，如图7所示。

图7 模拟的地表质点振速峰值衰减曲线 Fig.7 Decay curves of peak vibration velocity in the simulation

从图7可见:距离爆源中心处10 m位置，X方向的质点振速峰值为7.96 cm/s，Y方向质点振速峰值为9.68 cm/s，Z方向质点振速峰值为6.51 cm/s，最大振速小于规范值。比较可知:质点振速峰值衰减率在模拟中小于试验中的衰减率，质点振速峰值衰减率在X方向模拟比试验值低1.39%，在Y方向模拟比试验值低0.12%，在Z方向模拟比试验值低5.25%。模拟结果与试验结果存在的误差较小，尤其Y方向，说明此模拟是可靠的。Y方向模拟和试验振速峰值如图8所示。

图8 中硬岩模拟试验Y方向质点振速峰值对比 Fig.8 Peak vibration velocity comparison in Y direction in simulation blasting test of medium hard rock

从图8可以看出，模拟的质点振速比试验的质点振速要大，并且模拟的质点振速衰减波形没有试验振速的波动大。出现以上现象的原因是:建立的模型是均质的，而自然界的岩石内部会有一定的裂隙，以至于试验测得的质点振速小于模拟值。从两条曲线的走势上可以看出，模拟的爆破振速和试验测得的振速具有较高的相似度，走势基本相同。

3.2 既有管道的应力分析

由于管道迎爆面会因为受到较大的冲击压力而破坏；且钢材质的输气管道抗拉强度低，背爆面也容易因为产生较大的拉应力而产生破坏，于是选择管道受影响较大的迎爆面和背爆面两个位置进行研究。将面对药包中心面的5行网格区域定义为迎爆面，背爆面为与迎爆面相对应的位置。

本研究从全金安区四个级别随机抽取159个定级单元作为检验样点，通过采用统计分析软件SPSS中的相关性分析的功能计算定级指数与经营效益分值间的相关程度。

3.2.1 管道迎爆面的应力分析

迎爆面X方向的最大应力为2.33 MPa，此刻红色代表最大应力颜色，管道迎爆面面积约1/5的区域呈现了红橙色，红色位置表明X方向的应力较大；迎爆面Y方向的最大应力为2.39 MPa，此刻蓝色代表最大应力颜色，迎爆面面积约2/5的区域呈现了蓝色，蓝色位置表明Y方向的应力很大；迎爆面Z方向的最大应力为1.96 MPa，此刻红色代表最大应力颜色，而迎爆面主要呈现黄绿色，说明Z方向的最大应力位置较少。

3.2.2 管道背爆面的应力分析

背爆面X方向的最大应力为1.64 MPa，此刻蓝色代表最大应力颜色，管道背爆面面积大部分的区域呈现了蓝色，表明X方向的应力分布较大；背爆面Y方向的最大应力为1.68 MPa，此刻红色代表最大应力颜色，而背爆面面积约3/5的区域呈现出黄绿色，说明Y方向的最大应力分布较小；背爆面Z方向的最大应力为1.90 MPa，此刻红色代表最大应力颜色，背爆面主要呈现出黄绿色，说明背爆面Z方向局部的应力较大。从背爆面的应力数值可知:背爆面Z方向的应力最大，Y方向的应力次之，X方向的应力相比较小。

图9 迎爆面3个方向应力分布云图 Fig.9 Stress distribution nephogram in three directions at attack surface

图10 背爆面3个方向应力分布云图 Fig.10 Stress distribution nephogram in three directions at back blast

通过分析距离爆源10 m处既有管道迎爆面和背爆面X、Y和Z 3个方向上的应力云图可知:既有管道在迎爆面位置Y方向应力最大，同时X方向的应力较大。背爆面Z方向应力最大，但是仍小于迎爆面的Z方向。管道X、Y方向的应力较大，但其应力峰值远远小于管道的屈服强度。

3.3 既有管道的振动响应分析

为了更好地分析既有管道的质点振速情况，选取既有管道的迎爆面中心质点和背爆面中心质点以及地表中心质点在X、Y和Z 3个方向上距离爆源10 m处的质点振速峰值进行研究，其质点振速峰值对比见表10。

从表10可知:管道迎爆面主要受X和Y方向的振速影响，管道背爆面主要受Z方向的振速影响，地表振速峰值在X、Y、Z 3个方向上均大于迎爆面和背爆面振速峰值，但质点振速峰值均小于10 cm/s。分析可知:管道的迎爆面在爆破荷载作用下受到较大的压应力作用，所以X方向的质点振速较大；背爆面在爆破荷载的作用下主要受拉应力作用，所以受到的Z方向的质点振速较大。模拟结果可知，采用地表质点振速峰值判断地下管道的安全是合理的。

表10 不同位置处的质点振速峰值 Tab.10 Peak velocity peak at different positions cm/s

部位X方向Y方向Z方向迎爆面4.563 64.719 24.271 5背爆面3.091 33.215 63.498 6地表处5.213 55.831 54.962 3

4 结论

通过现场爆破试验和数值模拟，研究了中硬岩管沟爆破对近距离既有管道的影响，可得如下结论:

1)中硬岩的场地系数K＝172.43、α＝1.725，单孔药量理论计算取值为4.8～7.0 kg，可以满足管沟尺寸设计要求；而管沟爆破试验得出单孔药量为5.5 kg，超深0.3 m时，管沟成型效果较好。管沟逐孔微差爆破试验的质点振速峰值小于单孔爆破试验，说明逐孔微差爆破方式能够有效地控制爆破振速峰值，减小爆破振动对既有管道造成的损伤。同时，设置一定的炮孔超深有利于管沟爆破成型。

2)管沟爆破Y方向的地表质点振速峰值最大，其次是X方向，Z方向最小，即垂直方向的质点振速对既有管道的影响最大；在10～20 m的爆心距范围内，试验2＃的质点振速峰值的衰减率:X方向为83.43%，Y方向为80.60%，Z方向为90.04%，从衰减程度可知Z方向的衰减最快，X方向居中，Y方向最慢。

3)模拟结果表明:当既有管道埋深与炮孔深度接近时，迎爆面的X和Y方向的峰值振速、应力均较大，背爆面相比之下所受振动影响较小，既有管道地表3个方向的质点振速峰值均大于迎爆面。结合试验结果，可得出用地表的质点振速峰值来判断既有管道的安全是可行的，既有管道所受振动影响均在安全允许范围内。

随着语文教学研究的深入发展，我们的阅读教学也一片繁荣，但在这繁华景象的背后还隐藏着不少让人忧思的现象：首先是生拉硬拽，即教师为学生精心设计学习的过程，引领学生一起阅读，而学生则是按部就班沿着老师设计好的轨道，逐步分析解决问题。其次是冷酷讲道，即教师用自己的预设来强行压制学生的观点，从而抑制学生的思维和表达。

（1）所有特种操作人员经过统一考核验证后才能入场，实行集中考核、配置施工的管理模式。各群体队伍依据往年考核结果，按工程施工风险项点风险度、技术水平、施工能力高低、业绩评价等进行量化打分，综合评价后调配不同队伍的施工内容，充分发挥“班头”的示范影响作用，实行安全正负补偿考核机制，保障安全与质量、安全与效益、安全与进度的高度统一。

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