隧道仰拱施工质量检测方法技术

本发明专利技术涉及一种隧道仰拱施工质量检测方法，它包括如下步骤，步骤1：在隧道仰拱的仰拱表面进行锤击震源激发，检波器组采集锤击震源在隧道仰拱中产生的回波信号；步骤2：在回波信号中提取瑞雷面波信号；步骤3：对采集到的瑞雷面波信号进行二维富氏变换得到频率与波数谱；步骤4：根据瑞雷面波波数和瑞雷面波频率的关系，计算出瑞雷面波的相速度，然后换算出瑞雷面波的波长，将瑞雷面波的相速度乘以各个深度系数便可得到隧道仰拱各个深度下的面波速度，然后根据瑞雷面波的相速度和隧道仰拱各个深度下的面波速度，绘制出瑞雷面波的频散曲线。本发明专利技术面波勘探可以得到的结果分辨率更高。

Quality detection method for tunnel inverted arch construction

The present invention relates to a quality detection method for tunnel inverted arch construction, which includes the following steps, step 1: in the inverted arch of the inverted arch of the tunnel, the hammer shock source is excited, the geophone group collects the echo signal produced by the hammer source in the tunnel invert; step 2: the Rayleigh wave signal is extracted in the echo signal; step 3: acquisition of the acquisition of the echo signal; The frequency and wave number spectrum of the Rayleigh wave signal are obtained by two dimensional Fourier transform. Step 4: according to the relation between the number of Rayleigh wave and the frequency of Rayleigh wave, the phase velocity of Rayleigh wave is calculated, then the wavelength of Rayleigh wave is converted, and the phase velocity of Rayleigh wave is multiplied by the coefficient of depth of the Rayleigh wave, and the pitch arch of the tunnel can be obtained each other. The surface wave velocity at depth and the Rayleigh wave dispersion curve are drawn according to the phase velocity of Rayleigh wave and the surface wave velocity at each depth of the tunnel invert. The surface wave exploration of the invention can obtain higher resolution.

【技术实现步骤摘要】
隧道仰拱施工质量检测方法
本专利技术涉及工程物探
，具体涉及一种隧道仰拱施工质量检测方法。
技术介绍
目前，隧道仰拱施工主要存在的问题有厚度强度不足、仰拱底部有虚渣、钢筋缺失或钢筋间距超标等。这些在仰拱施工中普遍存在的问题会破坏隧道整体结构，出现仰拱隆起、衬砌开裂等问题，导致严重的安全事故。隧道仰拱施工质量检测的方法，现在主要有地质雷达法、钻芯法、声波法、瞬变电磁法、超声回弹综合法、地震映像法及红外线探测法等。在实际工程物探检测工作中，最常用到的无损检测方法是地质雷达法，但是地质雷达方法在仰拱检测方面有下面几点缺陷：1、工作频率较高，因此波长短，介质不均匀的时候影响很大。2、探测深度小，对仰拱厚度检测结果误差较大。3、雷达只有单道，采集到的有效信号和无效信号都集中在一起，干扰比较大，不好提取有效参数。4、仰拱填充含有较多水的时候无法使用雷达检测。5、检测仰拱钢筋时也难以定量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题，提出一种隧道仰拱施工质量检测方法。本专利技术提出将面波勘探方法引入隧道仰拱施工质量检测工程中。旨在通过这一专利技术，解决当前仰拱施工质量领域所面临的探测深度浅，仰拱钢筋无法定量等关键性技术难题。为解决上述技术问题，本专利技术公开的一种隧道仰拱施工质量检测方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1：在隧道仰拱的仰拱表面进行锤击震源激发，并在隧道仰拱的仰拱表面设置沿隧道仰拱长度方向排列的检波器组，检波器组中的第一个检波器距离震源100～150米，所述检波器组采集锤击震源在隧道仰拱中产生的回波信号；步骤2：在所述回波信号中利用干扰波与瑞雷面波的速度差异，消除其它干扰，提取瑞雷面波信号；步骤3：对采集到的瑞雷面波信号进行二维富氏变换得到频率与波数谱，频率与波数谱用于反应隧道仰拱内部的地质结构，频率与波数谱中的频率对应隧道仰拱的深度；步骤4：根据瑞雷面波波数和瑞雷面波频率的关系，计算出瑞雷面波的相速度VR，然后换算出瑞雷面波的波长λR＝VR/f，f为瑞雷面波频率，再将瑞雷面波的相速度VR乘以各个深度系数便可得到隧道仰拱各个深度下的面波速度，然后根据瑞雷面波的相速度VR和隧道仰拱各个深度下的面波速度，绘制出瑞雷面波的频散曲线，并以瑞雷面波的频散曲线作为隧道仰拱施工质量检测的依据。本专利技术的有益效果为：1、瑞雷面波频率低，介质对其影响较小，提高了隧道仰拱检测的准确性。2、瑞雷面波探测深度较雷达深，能更加全面的探测出隧道仰拱的结构；3、瑞雷面波面波是多道检测，抗干扰能力强；4、水对瑞雷面波没影响，进一步提高了本专利技术的抗干扰能力。5、瑞雷面波在混凝土和钢筋中波速差异明显，可以以此快速准确的判断出隧道仰拱的内部结构。本专利技术中，瑞雷面波频率低，介质变化对其能量衰减影响较小，由于本身能量较强因此探测深度较深。瑞雷面波本身在非均匀介质中传播具有频散特性，波长不同，穿透深度也不同，不同波长反映不同深度的介质情况。基于以上特性，面波勘探可以得到的结果分辨率更高。附图说明图1为隧道仰拱施工质量检测现场施工图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术的一种隧道仰拱施工质量检测方法，它包括如下步骤：步骤1：在隧道仰拱的仰拱表面进行锤击震源激发，并在隧道仰拱的仰拱表面设置沿隧道仰拱长度方向排列的检波器组(24个检波器)，检波器组中的第一个检波器距离震源100～150米，所述检波器组采集锤击震源在隧道仰拱中产生的回波信号；步骤2：在所述回波信号中利用干扰波与瑞雷面波的速度差异，消除其它干扰，提取瑞雷面波信号；步骤3：对采集到的瑞雷面波信号进行二维富氏变换得到频率与波数谱，频率与波数谱用于反应隧道仰拱内部的地质结构(从中可以看出缺陷区域)，频率与波数谱中的频率对应隧道仰拱的深度；步骤4：根据瑞雷面波波数和瑞雷面波频率的关系，计算出瑞雷面波的相速度VR，然后换算出瑞雷面波的波长λR＝VR/f，f为瑞雷面波频率，再将瑞雷面波的相速度VR乘以各个深度系数便可得到各个深度下的面波速度，然后根据瑞雷面波的相速度VR和各个深度下的面波速度，绘制出瑞雷面波的频散曲线，并以瑞雷面波的频散曲线(频散曲线对应地下各种构造的瑞雷面波速度信息，以此找出缺陷结构)作为隧道仰拱施工质量检测的依据。通过对瑞雷面波的频散曲线进行观察分析即可找出缺陷结构的位置，实现隧道仰拱施工质量检测。上述技术方案中，锤击震源和检波器组均设置在隧道仰拱的中间区域。上述技术方案的步骤1中，检波器组中相邻两个检波器的间距为0.5～2米。上述技术方案中，检波器组中的每个检波器的检测频率均为0.1～10赫兹。该频率与面波频率相匹配。上述技术方案中，在隧道仰拱进行面波勘探数据采集采用地震波勘探的共炮点排列，采用人工锤击震源。共炮点排列选择24个地震道。上述技术方案中，通过瑞雷面波的频散曲线可对浅部地下岩层进行分层，并通过瑞雷面波的速度转换为横波速度，分析岩土的性质及介质的变化，并且还可以调查地层中的软弱夹层和地下空洞等。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道仰拱施工质量检测方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1：在隧道仰拱的仰拱表面进行锤击震源激发，并在隧道仰拱的仰拱表面设置沿隧道仰拱长度方向排列的检波器组，检波器组中的第一个检波器距离震源100～150米，所述检波器组采集锤击震源在隧道仰拱中产生的回波信号；步骤2：在所述回波信号中利用干扰波与瑞雷面波的速度差异，消除其它干扰，提取瑞雷面波信号；步骤3：对采集到的瑞雷面波信号进行二维富氏变换得到频率与波数谱，频率与波数谱用于反应隧道仰拱内部的地质结构，频率与波数谱中的频率对应隧道仰拱的深度；步骤4：根据瑞雷面波波数和瑞雷面波频率的关系，计算出瑞雷面波的相速度VR，然后换算出瑞雷面波的波长λR＝VR/f，f为瑞雷面波频率，再将瑞雷面波的相速度VR乘以各个深度系数便可得到隧道仰拱各个深度下的面波速度，然后根据瑞雷面波的相速度VR和隧道仰拱各个深度下的面波速度，绘制出瑞雷面波的频散曲线，并以瑞雷面波的频散曲线作为隧道仰拱施工质量检测的依据。

【技术特征摘要】
1.一种隧道仰拱施工质量检测方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1：在隧道仰拱的仰拱表面进行锤击震源激发，并在隧道仰拱的仰拱表面设置沿隧道仰拱长度方向排列的检波器组，检波器组中的第一个检波器距离震源100～150米，所述检波器组采集锤击震源在隧道仰拱中产生的回波信号；步骤2：在所述回波信号中利用干扰波与瑞雷面波的速度差异，消除其它干扰，提取瑞雷面波信号；步骤3：对采集到的瑞雷面波信号进行二维富氏变换得到频率与波数谱，频率与波数谱用于反应隧道仰拱内部的地质结构，频率与波数谱中的频率对应隧道仰拱的深度；步骤4：根据瑞雷面波波数和瑞雷面波频率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超，郭俊峰，金彦，叶辉，刘玉，
申请(专利权)人：武汉市工程科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42