CN102788870B - 用于软弱土质围岩隧道内的原位测试方法 - Google Patents
用于软弱土质围岩隧道内的原位测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明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参数的方法。
背景技术
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,所获得岩土参数时效性不够强,不能对开挖面影响范围内的岩土参数进行实时测试,了解开挖面影响区域内的岩土工程特性。
发明内容
本发明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参数。
本发明为完成上述发明任务采用以下技术方案:
一种用于软弱土质围岩隧道内的原位测试方法,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工序,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0.05~1.10mm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,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,本发明具有如下优越性:
本发明提出的是一种用于软弱土质围岩隧道内的原位测试方法,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参数进行实时测试,测试掌子面前方一定范围内土体的物理力学参数,了解开挖面区域内的岩土工程特性。对所获得岩土参数时效性强,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1为本发明测孔布置示意图。
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。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明进行说明:
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1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,采用锤击或静力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,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1的掌子面9选取3个测孔位置5,正三角形布置(如图1),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500mm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。一头接在扁铲测头上,另一头接在测控箱上,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0.05~1.10mm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缩,当膜片离基座小于0.05mm,蜂鸣器开始响起。
Claims (1)
1.一种用于软弱土质围岩隧道内的原位试验方法,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;其特征在于:
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;
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。
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