[发明专利]一种基于微动探测结合地质钻探的地铁区间孤石群探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管片拼装方法，具体设计一种基于微动探测结合地质钻探的地铁区间孤石群探测方法。

背景技术

城市轨道项目中，车站间的区间一般采用地下隧道形式，不可避免的需要在复杂地层中施工。现有区间隧道施工方法大多采用盾构法，由于孤石强度与其周围地层强度相比差异巨大，盾构掘进过程中若突遇孤石，往往对盾构机刀盘造成损坏，影响盾构机正常施工，造成经济损失，有时更会造成地面沉降异常，影响施工周边建(构)筑物的安全。现今工程领域的地质勘查技术尚未具有成本较低且行之有效的技术手段可以完全探测清楚施工范围内的孤石的空间分布及大小。因此，孤石已经成为地下隧道盾构施工的天敌之一，如何经济、科学的处理孤石，避免孤石对盾构施工造成安全、质量及经济上的影响，是盾构施工必然面临的一个问题。

现有的两种孤石探测方法为钻探及物探，钻探是采用地质钻机提取土层芯样，以此探明孤石；物探是指通过地质雷达、跨孔电阻率CT等仪器进行微波探测，借此探明孤石。现有孤石探测方法主要存在以下问题：

①钻探能直观的揭示钻探点位处地层深度范围内的孤石竖向大小、空间位置及相关物理特性，通过数个钻孔点可确定一个孤石的水平大小及位置。但对于孤石数量极多的孤石群，改范围受成本、场地所限，极大程度上无法实现。

②物探方法不受地形限制，且成本相对较低。但现在业内缺乏系统深入的研究，未有一套成熟的探测仪器及方法，经常出现探测精度失准，存在将数个小孤石探测为一个大孤石的情况，因为无法在工程实际中单独使用。

因此，需要提出一种成熟可靠且施工成本较低的地铁区间孤石群探测方法，在现有孤石探测方法的基础上进行改进，增加孤石探测的精度，为实现区间隧道盾构掘进施工遇孤石群提供一条可行的方法。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的以上不足，提供一种成本低、孤石探测精度高、适用性强、工效高的的基于微动探测结合地质钻探的地铁区间孤石探测方法。

本发明的技术方案如下：

(1)微动台阵探测获取微动信号，测试微动仪器，一致性检测合格后对区间范围进行微动台阵探测，获取微动信号并对信号进行评价筛选，并制作微动探测结果图；

①采用SWS-6工程地震仪结合三分量检波器完成微动数据采集，对仪器的一致性做出评价，一致性达90％以上方为合格。

②施工时在地面上由小里程往大里程方向进行探测，探测范围为隧道单线开挖平面范围。单点每次观测时间为10分钟～20分钟，观测结束后将整个台阵移动到下一个勘探点观测。

③采集完毕后对微动信号进行评价筛选，剔除个别因为噪音过大影响的数据。

④绘制二维视S波速度剖面图及H/V曲线图。

(2)确定孤石群分布范围，分析微动探测结果图，利用判定准则确定区间范围内孤石群分布范围。

(3)地质钻孔，根据上述步骤(2)所得到的孤石群分布范围进行地质钻孔布孔，在区间孤石群位置布设密集孔、非孤石群位置布设松散孔，通过钻孔芯样中的岩芯大小及深度位置确定孤石的大小及空间位置。

(4)对第(3)步中得到的孤石大小及空间位置进行适当处理，在区间平纵断面图中绘制孤石的大小及空间位置，形成区间隧道孤石分布图。

本发明基于微动探测结合地质钻探的地铁区间孤石探测方法中，步骤(1)所述微动探测仪器为SWS-6工程地震仪结合三分量检波器完成微动数据采集，该系统由2Hz拾震仪(速度型、三分量)和地震仪组成。用一个记录仪同时记录一个台阵6个拾振器(摆)的微动数据。步骤(3)所述的地质钻探设备为ZL50地质钻机。

本发明改良了传统地质钻探成本高、适用性差的缺点、传统物探探测精度低的缺点，以物探为基础，以地质钻探为准心，具有精度准、工效高、成本低的有益效果。与现有技术相比较，本发明采用“微动探测”这一技术获取天然的微动信号，确定孤石群的分布范围。在孤石群分布范围图上进行布孔并地质钻探，通过钻孔取芯来获取区间孤石的大小及空间分布具体情况。在探明孤石大小及空间分布后，绘制区间隧道孤石群分布图，能够适用于盾构法隧道开挖范围内孤石群探测施工。

微动探测因为探测技术的原因，对于孤石探测的精度并不是很高，对于单独的孤石而言容易误探，无法准确确定孤石的大小及空间位置。跟现有的一些方法相比，本发明并不通过微动探测来确定孤石大小以及空间位置，而是通过微动探测确定孤石群的分布范围，然后再借助微动探测划明的孤石群区域，节省地质钻孔的布孔密度，实现成本降低，精度提高。

附图说明