[發明專利]建筑物下盾構隧道影響區域巖溶探測方法

有效

• 申請號: 201810163880.2
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108303729B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 張可能;鐘志全;穆巖松;賀湘東;劉湛;張云毅;陳澤;李江靈;朱考飛;馬曉磊
• 申請（專利權）人: 中建隧道建設有限公司;中南大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務所
• 代理人: 王加貴

本發明公開一種建筑物下盾構隧道影響區域巖溶探測方法，利用水平定向鉆機在待建隧道的四周水平鉆孔，再在接收井中將超聲井眼成像儀在鉆孔內跨孔回拖作為聲源，并通過數據采集儀收集超聲井眼成像儀所采集的跨孔聲波，形成CT輸入數據；之后對CT輸入數據進行聲波層析成像反演，利用繪圖軟件顯示跨孔聲波層析成像圖，最后基于探測目標與其圍巖聲波速度差異和彈性波傳播過程中的衰減規律分析出建筑物下隧道范圍內的巖溶分布情況。該巖溶探測方法能夠克服場地條件的限制，不僅抗干擾能力強，而且探測精度高、分辨度高，能夠精確探測建筑物下地鐵隧道范圍內巖溶發育情況，降低隧道下穿建筑物施工的風險，具有良好的社會效益與經濟效益。

技術領域

本發明涉及巖溶探測技術領域，特別是涉及一種建筑物下盾構隧道影響區域巖溶探測方法。

背景技術

我國軌道交通在近幾年進入了快速發展的階段，地鐵的建設在各大城市全面鋪開。然而在地鐵線路不斷增加的同時，線路下穿建筑物無法避免，在巖溶發育區域中巖溶對地鐵下穿建筑物的影響極大，地鐵隧道施工前對建筑物下線路范圍內的巖溶發育情況的探測對保證隧道施工的安全進行起到十分重要的作用。

在實際工程中，通常利用鉆探探測巖溶發育情況，雖然準確度最高，但是會明顯增加工程造價。為了使工程具有更好的經濟性，往往通過鉆探結合物探的方法進行巖溶探測，來滿足施工的精度要求，比如跨孔CT、地質雷達、高密度電法等均得到了廣泛的應用；然而在重要建筑物存在的情況下，附近金屬管線、電磁干擾眾多，鉆探及常規物探因場地限制無法實施或者精度達不到要求，在巖溶發育情況無法探測清楚的情況下，巖溶將得不到有效處治，從而導致地鐵隧道下穿施工過程中很容易造成建筑物不均勻沉降、地表變形、隧道涌水、盾構機栽頭等工程事故。因此，為了確保地鐵隧道施工安全，提供一種不受場地條件限定、抗干擾強、分辨度高、穩定性強的巖溶探測方法是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種建筑物下盾構隧道影響區域巖溶探測方法，該巖溶探測方法能夠克服場地條件的限制，不僅抗干擾能力強，而且探測精度高、分辨度高，能夠精確探測建筑物下地鐵隧道范圍內巖溶發育情況，降低隧道下穿建筑物施工的風險。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種建筑物下盾構隧道影響區域巖溶探測方法，包括如下步驟：

步驟一：利用水平定向鉆機在待建隧道的四周水平鉆孔；

步驟二：在接收井中將超聲井眼成像儀在鉆孔內跨孔回拖作為聲源，在回拖過程中通過數據采集儀收集超聲井眼成像儀所采集的跨孔聲波，形成CT輸入數據；

步驟三：對CT輸入數據進行聲波層析成像反演，并利用繪圖軟件顯示跨孔聲波層析成像圖，之后基于探測目標與探測目標的圍巖聲波速度差異和彈性波傳播過程中的衰減規律分析出建筑物下隧道范圍內的巖溶分布情況。

可選的，在建筑物周邊地鐵線路范圍內的地面布置非開挖工作場地，在所述非開挖工作場地表面安裝所述數據采集儀，所述數據采集儀一端與所述超聲井眼成像儀信號連接，另一端與一控制系統信號連接。

可選的，所述非開挖工作場地的一端開設工作井，用于向待建隧道的四周水平鉆孔；所述非開挖工作場地的另一端開設所述接收井，用于將超聲井眼成像儀放入鉆孔中。

可選的，所述水平定向鉆機在地層中鉆孔。

可選的，所述水平定向鉆機分別在待建隧道的頂部向上5米處、待建隧道的底部向下5米處、待建隧道的左側向外5米處、待建隧道的右側向外5米處均布鉆孔，并在頂部孔的兩側間隔6米對稱鉆孔，底部孔的兩側間隔6米對稱鉆孔；所述水平定向鉆機在建筑物區域內的鉆進軌跡與待建隧道的軌跡線平行。