[发明专利]一种隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法

说明书

本发明公开了一种隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，包括以下步骤：步骤1、对隧道开挖形成的毛洞内壁图像采集，获取围岩表面图像；步骤2、对围岩表面图像进行灰度处理，获得灰度图像；步骤3、将灰度图像进行颜色区域划分并计算各区域的面积占比；步骤4、对进行围岩图像采集的区域进行抹灰处理，计算围岩表面的粗糙度平均深度；步骤5、根据不同颜色区域的面积占比计算粗糙度深度的标准差，基于标准差和平均深度确定围岩表面粗糙度正态分布函数，获得围岩表面粗糙度的量化的评定。本发明可以反映隧道围岩表面的粗糙程度，并根据其对围岩界面的粘结性能做出判断，有效减少喷射混凝土脱落造成的浪费，保证形成的支护结构达到预定的设计强度。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法及。

背景技术

隧道毛洞形成后围岩表面的粗糙度对后期喷射混凝土的粘结性能产生巨大的影响，后期喷射混凝土与围岩表面粘结性能的好坏直接影响到后期支护效果的好坏。

因此，在隧道毛洞形成后喷射混凝土前期，提前对毛洞围岩表面的粗糙度进行评定，对围岩表面的粘结性能做出评价，可以有效减少喷射混凝土脱落造成的浪费，增强岩石与喷层的结合力，保证形成的支护结构的达到预定的设计强度，确保后期隧道施工的安全进行。

目前关于岩石表面和混凝土表面的粗糙度大多是小尺度、在实验室内的试件上进行。而且已有的灌砂法不能适应隧道施工现场的岩石竖向表面，激光扫描法尺度范围有局限性。对于隧道毛洞围岩表面粗糙度的判定，存在大尺度和竖向表面特点，尚缺乏有效的定量化测量方法。当前隧道施工只能根据施工经验进行混凝土的喷射，当围岩表面与混凝土的粘结性能较差时，会造成喷射混凝土的大量的脱落，后期支护结构的强度也会大大降低。

发明内容

本发明针对以上问题提出了一种隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种隧道施工现场围岩粗糙度测量的方法，包括以下步骤：

步骤1、对隧道开挖形成的毛洞内壁的部分区域进行围岩表面图像采集，获取所述部分区域的围岩表面图像；

步骤2、对所述围岩表面图像进行灰度处理，获得灰度图像；

步骤3、根据所述灰度图像的颜色深度，将所述灰度图像进行颜色区域划分，并计算不同颜色区域的面积占比；

步骤4、对进行围岩图像采集的区域进行抹灰处理，计算进行围岩图像采集的区域的围岩表面的粗糙度的平均深度；

步骤5、根据所述不同颜色区域的面积占比计算粗糙度深度的标准差，基于所述标准差和岩面粗糙度平均深度确定隧道围岩表面粗糙度正态分布函数，获得所述隧道围岩表面粗糙度的量化的评定。

进一步地，所述步骤1中围岩表面图像采集包括以下步骤；

步骤10、在装置底板的一侧安装用于进行图像采集的CCD装置，另一侧安装可相对所述装置底板转动的推杆；

步骤11、在装置底板上安装有所述CCD装置的一侧安装用于保持所述CCD装置与毛洞内壁距离恒定的间隔结构，并在所述间隔结构朝向毛洞内壁的一端固定滚轮；

步骤12、通过推杆将装置底板抵向毛洞内壁并推动装置底板沿毛洞内壁运动；

步骤13、通过推杆上的图像采集按钮控制推杆CCD装置对毛洞内壁进行围岩表面图像采集。

进一步地，所述步骤2包括以下步骤：

步骤20、对所述围岩表面图像进行直方图均衡化处理获得直方图均衡化图像；

步骤21、对所述直方图均衡化图像进行高斯平滑处理获得高斯平滑处理图像；