[发明专利]一种隧道拱顶衬砌脱空定量分析方法

权利要求书

1.一种隧道拱顶衬砌脱空定量分析方法，其特征在于：在隧道中心线上布置纵向地质雷达测线从而确定隧道拱顶衬砌脱空区纵向截面的二维数据，利用衬砌脱空定量分析公式计算出脱空区的体积大小，实现隧道拱顶衬砌脱空的定量分析；

所述衬砌脱空定量分析公式为：

其中，V为脱空区体积，R为拱顶曲率半径，a、b分别为脱空区首端和末端位置的拱顶中点到脱空区底面的垂线段长度，L为脱空区纵向长度。

2.如权利要求1所述的隧道拱顶衬砌脱空定量分析方法，其特征在于，还包括以下步骤：通过建立三维空间模型确定脱空区位置形态。

3.如权利要求2所述的隧道拱顶衬砌脱空定量分析方法，其特征在于：建立三维空间模型包括通过隧道工程数据建立隧道工程三维模型以及通过隧道拱顶衬砌脱空区的二维数据建立脱空区的三维模型。

4.如权利要求1所述的隧道拱顶衬砌脱空定量分析方法，其特征在于：脱空区的纵向长度上进行分段，计算每一段脱空区的体积并进行加总得到脱空区的总体积。

5.如权利要求1-4任一项所述的隧道拱顶衬砌脱空定量分析方法，其特征在于：确定隧道拱顶衬砌脱空区纵向截面的二维数据包括如下步骤：

(1)收集隧道工程地质资料、施工图、设计变更资料和施工记录；按测线布置位置准备受检隧道设计衬砌厚度、格栅和拱架设计区段及间距、围岩类型资料，供现场数据采集参数设置和后期资料处理使用；

(2)进行现场调查，做好测量里程标记；

(3)检测前对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定，且每座隧道应不小于1处，每处实测不少于3次，取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速；当隧道长度大于3km、衬砌材料或含水量变化较大时，应增加标定点数；

(4)确定测线位置，搭建检测台车；

(5)通过地质雷达进行检测，检测天线移动速度为3～5km/h匀速前进；

(6)原始数据处理前应回放检验，数据记录应完整、信号清晰，里程标记准确；

(7)二维数据的图像解译应在掌握测区内物性参数和衬砌结构的基础上，按由已知到未知和定性指导定量的原则进行；根据现场记录，分析可能存在的干扰体位置与雷达记录中异常的关系，准确区分有效异常与干扰异常；准确读取双程旅行时间的数据，确定衬砌脱空计算参数。