用于软弱土质围岩隧道内的原位测试方法技术

本发明专利技术提出的是一种用于软弱土质围岩隧道内的原位试验方法，通过在掌子面（9）沿隧道开挖方向水平贯入扁铲（11）的方式，以达到快速、简便、准确地测试掌子面（9）前方一定范围内土体的物理力学参数，为施工过程中的场地地质情况评价和围岩稳定性分析提供依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程原位测试技术，主要提出一种用于洞内测试软弱土质隧道围岩物理力学參数的方法。
技术介绍
对隧道在规划阶段的地质勘察，人们经常是通过局部少数几个钻孔的勘探，就将其获得的资料数据视为设计的依据。在地质情况较复杂的地方，隧道施工就有较大的风险。尤其是土质围岩隧道，开挖后易发生大变形或者塌方破坏，所以在施工过程中，有必要进行一定原位测试，以充分了解和掌握土体的物理和力学性质，对原设计和施工的方案进行必要的调整和修正。·传统针对隧道工程的都是地面的原位测试，主要采用触探试验和标准贯入试验，从地表竖直贯入土层进行测试。这种测试方法存在以下不足第一，由于山岭隧道埋深较大，贯入深度大，原位测试工程量大，周期较长，费用较高；第二，测点孔位布置间距较大，不够精细，所获得岩土參数时效性不够强，不能对开挖面影响范围内的岩土參数进行实时测试，了解开挖面影响区域内的岩土工程特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于隧道内的原位测试方法，使其能达到快速、简便、准确地测试土质围岩掌子面前方一定范围内土体的物理力学參数。本专利技术为完成上述专利技术任务采用以下技术方案 一种，本测试方法使用的仪器是扁铲侧胀仪。在隧道的上部进行开挖形成上台阶后，沿隧道开挖的方向，在上台阶的掌子面布设3个测孔，连接好试验设备，铲头垂直放置，采用锤击或静力水平向压入测孔内一定深度，对掌子面前方土体进行测试，其具体步骤如下 a、先对隧道开挖面的上部进行开挖形成上台阶，然后对上台阶进行平整； b、在所述的上台阶上进行立拱、钻设锚杆、喷射混凝土的初期支护エ序，以确保探杆贯入时隧道的安全； C、连接试验仪器，对扁铲铲头进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值； d、沿隧道开挖的方向，根据测试需要在上台阶的掌子面选取3个测点位置，正三角形布置，测点间距为2000mm ； d、探杆连接好铲头，在自然状态下，铲头上的膜片是处于离基座0. 05 I. IOmm之间，此时接通电源，蜂鸣器无声。保持铲头竖直放置，采用静力，沿平行于隧道轴线的方向，将扁铲铲头水平压入掌子面前方，达到一定深度后，铲头上的钢膜片因受土压力作用而逐渐回縮，当膜片离基座小于0. 05mm,蜂鸣器开始响起，随即加压进行测试，间隔500mm深度布置ー个测点，记录试验数据，每个孔位的测试总长度为5000_ ； e、测试完一个孔位后，拔出探杆，再次对铲头进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值； f、重复C、d、e的操作步骤，对下一孔位进行测试，如此反复，至三个孔位完成。g、三个孔位测试完后，拆卸试验仪器。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术 具有如下优越性 本专利技术提出的是ー种，通过在掌子面沿隧道开挖方向水平贯入扁铲的方式，以达到快速、简便、准确地对开挖面范围内的岩土參数进行实时测试，测试掌子面前方一定范围内土体的物理力学參数，了解开挖面区域内的岩土工程特性。对所获得岩土參数时效性强，测试工程周期短，费用低，为施工过程中的场地地质情况评价和围岩稳定性分析提供依据。附图说明图I为本专利技术测孔布置示意图。图2为扁铲贯入掌子面的示意图。图3为测孔内测点布置的示意图。图4为扁铲铲头示意图。图中1、上台阶，2、中台阶，3、下台阶4、仰拱，5、测孔位置，6、高压氮气瓶，7、扁铲测控箱，8、气电管路，9、上台阶掌子面，10、探杆，11、铲头，12、测点位置，13、高压膜片。具体实施例方式结合附图和具体实施例对本专利技术进行说明 如图1、2、3、4所示，一种用于隧道内的原位试验方法，在隧道施工形成上台阶I后，沿隧道开挖的方向，在上台阶的掌子面9布设测孔5，连接好扁铲探杆10，铲头11垂直放置，采用锤击或静カ压入测孔内一定深度，对掌子面9前方土体进行测试，即在掌子面(9)沿隧道开挖方向水平贯入扁铲侧胀仪的方式(如图2)，以达到快速、简便、准确地测试掌子面(9)前方一定范围内土体的物理力学參数，其具体步骤如下 a、先对隧道开挖面的上部进行开挖形成上台阶1，然后对上台阶I进行平整； b、在所述的上台阶I上进行立拱、钻设锚杆、喷射混凝土的初期支护エ序，以确保探杆10贯入时隧道的安全； C、连接试验仪器，对扁铲铲头11进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值，按扁铲侧胀仪提供的说明书进行率定，率定值取80±2 ; d、沿隧道开挖的方向，根据测试需要在上台阶I的掌子面9选取3个测孔位置5，正三角形布置(如图I)，测孔间距为2000mm ； d、探杆10连接好铲头11，保持铲头11竖直放置，采用静力，沿平行于隧道轴线的方向，将扁铲铲头11水平压入掌子面9前方一定深度直至蜂鸣器发声，加压进行测试，间隔500_深度(如图3所示)，测试一次，记录试验数据，每个孔位的测试总长度为5000_ ； e、测试完一个孔位后，拔出探杆10，再次对铲头进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值；f、重复b、C、d、e的操作步骤，对下一孔位进行测试，如此反复，至三个孔位完成。g、三个孔位测试完后，拆卸试验仪器。所述气电管路由厚壁、小直径、耐高压的尼龙管，内贯穿铜质导线，两端装有专用连通的接头组成。ー头接在扁铲测头上，另ー头接在测控箱上，系测试时输送气压和传电信号用。如图4所示，蜂鸣器触发机制在自然状态下，铲头上的膜片是处于离基座0. 05 I. IOmm之间，此时接通电源，蜂鸣器无声。贯入土层一段深度后，铲头上的钢膜片因受土压力作用而逐渐回縮，当膜片离基座小于0. 05mm,蜂鸣器开始响起。·权利要求1.一种用于软弱土质围岩隧道内的原位试验方法，其特征在于在隧道的上部进行开挖形成上台阶(I)后，沿隧道开挖方向，在上台阶的掌子面(9)水平贯入扁铲侧胀仪的方式，以达到快速、简便、准确地测试掌子面(9)前方土体的物理力学参数，其具体步骤如下 a、先对隧道开挖面的上部进行开挖形成上台阶(1)，然后对上台阶(I)进行平整； b、在所述的上台阶(I)上进行立拱、钻设锚杆、喷射混凝土的初期支护工序，以确保探杆(10)贯入时隧道的安全； C、连接试验仪器，对扁铲铲头(11)进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值； d、沿隧道开挖的方向，根据测试需要在上台阶(I)的掌子面(9)选取3个测孔位置(5)，3个测孔位置为正三角形布置，测孔间距为2000mm ； d、探杆(10)连接好铲头(11)，保持铲头(11)竖直放置，采用静力，沿平行于隧道轴线的方向，将扁铲铲头(11)水平压入掌子面(9)前方，达到一段深度后，铲头上的钢膜片因受土压力作用而逐渐回缩，当膜片离基座小于O. 05mm,蜂鸣器开始响起，随即加压进行测试，间隔500mm深度布置一个测点，记录试验数据,每个孔位的测试总长度为5000mm ； e、测试完一个孔位后，拔出探杆(10)，再次对铲头进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值； f、重复步骤b、步骤C、步骤d、步骤e的操作步骤，对下一孔位进行测试，如此反复，至正三角形布置的三个测孔孔位测试完成； g、三个孔位测试完后，拆卸试验仪器，测试结束。全文摘要本专利技术提出的是一种用于软弱土质围岩隧道内的原位试验方法，通过在掌子面(9)沿隧道开挖方向水平贯入扁铲(11)的方式，以达到快速、简便、准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于软弱土质围岩隧道内的原位试验方法，其特征在于：在隧道的上部进行开挖形成上台阶（1）后，沿隧道开挖方向，在上台阶的掌子面（9）水平贯入扁铲侧胀仪的方式，以达到快速、简便、准确地测试掌子面（9）前方土体的物理力学参数，其具体步骤如下：a、先对隧道开挖面的上部进行开挖形成上台阶（1），然后对上台阶（1）进行平整；b、在所述的上台阶（1）上进行立拱、钻设锚杆、喷射混凝土的初期支护工序，以确保探杆（10）贯入时隧道的安全；c、连接试验仪器，对扁铲铲头（11）进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值；d、沿隧道开挖的方向，根据测试需要在上台阶（1）的掌子面（9）选取3个测孔位置（5），3个测孔位置为正三角形布置，测孔间距为2000mm；d、探杆（10）连接好铲头（11），保持铲头（11）竖直放置，采用静力，沿平行于隧道轴线的方向，将扁铲铲头（11）水平压入掌子面（9）前方，达到一段深度后，铲头上的钢膜片因受土压力作用而逐渐回缩，当膜片离基座小于0.05mm，蜂鸣器开始响起，随即加压进行测试，间隔500mm深度布置一个测点，记录试验数据，每个孔位的测试总长度为5000mm；e、测试完一个孔位后，拔出探杆（10），再次对铲头进行率定，保证率定值在容许范围内，记录率定值；f、重复步骤b、步骤c、步骤d、步骤e的操作步骤，对下一孔位进行测试，如此反复，至正三角形布置的三个测孔孔位测试完成；g、三个孔位测试完后，拆卸试验仪器，测试结束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪开荣，于少辉，李治国，白中坤，朱得华，王光辉，杨立新，常翔，杨朝帅，李辉，
申请(专利权)人：中铁隧道集团有限公司，
类型：发明
国别省市：