一种盾构地层扰动检测方法技术

本发明专利技术公开一种盾构地层扰动检测方法，包括以下步骤：在盾构施工前，对盾构目标段进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据；在盾构施工后，对所述盾构目标段进第二微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第二波速数据；根据所述第一波速数据和所述第二波速数据，获得所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率；基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况。本发明专利技术技术提供了一种盾构地层扰动检测方法，解决了现有技术中监测盾构前后地层扰动情况需要破坏地层构造的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构地层扰动检测方法
本专利技术涉及盾构施工地层监测
，特别涉及一种盾构地层扰动检测方法。
技术介绍
盾构施工是地铁隧道施工中的常用方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外了，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。在盾构施工中常常需要对盾构施工引起的地层扰动进行监测，现有的地层扰动监测方法需要对地层造成破坏。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种盾构地层扰动检测方法，旨在解决现有技术中进行地层扰动监测需要对地层造成破坏的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种盾构地层扰动检测方法，包括以下步骤：在盾构施工前，对盾构目标段进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据；在盾构施工后，对所述盾构目标段进第二微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第二波速数据；根据所述第一波速数据和所述第二波速数据，获得所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率；基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况。可选地，所述第一波速数据和所述第二波速数据均包括各地层的地层深度数据和与所述地层深度数据对应的波速数据；所述根据所述第一波速数据和所述第二波速数据，获得所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率的步骤，包括：根据如下公式，获得各地层的所述波速变化率：λ＝(V2-V1)÷V1；其中λ为波速变化率，V1、V2分别为同一地层在盾构前获得的第一次测量波速和在盾构后获得的第二次测量波速。可选地，所述基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况的步骤，包括：若所述盾构目标段的同一地层获得的波速变化率小于0，则该地层的地质构相较盾构前变得更加紧密。可选地，所述基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况的步骤，包括：若所述盾构目标段的同一地层获得的波速变化率大于0，则该地层的地质构造相较盾构前变得更加疏松。可选地，所述在盾构施工前，对盾构目标段进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据的步骤，包括：在盾构施工前，通过至少一组微动探测单元对所述盾构目标段的各地层进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据。可选地，所述在盾构施工后，对所述盾构目标段进第二微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第二波速数据的步骤，包括：在盾构施工结束后，通过所述微动探测单元对所述盾构目标段的各地层进行第二微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第二波速数据。可选地，所述微动探测单元包括一个微动探测台阵和一个设置在所述微动探测台阵中心的第一检波器。可选地，所述微动探测台阵包括至少三个第二检波器。可选地，所述微动探测台阵的第二检波器均匀分布在同一虚拟圆周上。可选地，所述第一检波器和第二检波器均为面波检波器。本专利技术技术方案通过采用微波探测单元在盾构目标段盾构前后分别进行微动探测，获得盾构目标段在盾构前后各地层的波速数据，根据盾构前后同一地层的波速变化情况，分析地层扰动的变化情况，相较于传统的深层土体监测等监控方案，本技术方案提供的检测方法具有不需要破坏地层构造，且不受探测位置限制等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一的流程示意图；图2为本专利技术实施例二的流程示意图；图3为本专利技术实施例二微动探测单元分布图；图4为本专利技术一种实施例微动探测单元结构示意图；附图标号说明：本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。在现有技术中，常采用深层土体监测的方法来对盾构前后的地层变化情况进行监测，在深层土体监测方法中，需要在现场布置多个监测孔，并在监测孔内不同地质层布置磁环，通过测读设备的测头与磁环的距离变化，来对深层土体x、y、z三个方向上的变形进行监测，在该深层土体监测方法中，需要对地层构造进行破坏，而且步骤复杂，需要在选取合适的布点位置，布点位置又受到地下管线、机动车道等其他环境因素的限制。为了解决上述问题，本专利技术提出一种盾构地层扰动检测方法，用于对盾构前后的地层扰动情况探测。本实施例的方法可以基于一个扰动检测系统实现，该系统包括微动探测单元，微动探测单元包括一个微动探测台阵和一个设置在微动探测台阵中心的第一检波器，微动探测台阵包括均匀分布在同一虚拟圆周上的三个第二检波器。具体的，在检测时，该系统布置在盾构机所要盾构路程的地面上。如图1所示，基于上述系统，本实施例的方法包括以下步骤：S20、在盾构施工前，对盾构目标段进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据。在具体的实施过程中，盾构目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构地层扰动检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n在盾构施工前，对盾构目标段进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据；/n在盾构施工后，对所述盾构目标段进第二微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第二波速数据；/n根据所述第一波速数据和所述第二波速数据，获得所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率；/n基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构地层扰动检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在盾构施工前，对盾构目标段进行第一微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第一波速数据；
在盾构施工后，对所述盾构目标段进第二微动探测，获得所述盾构目标段各地层的第二波速数据；
根据所述第一波速数据和所述第二波速数据，获得所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率；
基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况。


2.如权利要求1所述的一种盾构地层扰动检测方法，其特征在于：所述第一波速数据和所述第二波速数据均包括各地层的地层深度数据和与所述地层深度数据对应的波速数据；所述根据所述第一波速数据和所述第二波速数据，获得所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率的步骤，包括：
根据如下公式，获得各地层的所述波速变化率：λ＝(V2-V1)÷V1；其中λ为波速变化率，V1、V2分别为同一地层在盾构前获得的第一次测量波速和在盾构后获得的第二次测量波速。


3.如权利要求2所述的一种盾构地层扰动检测方法，其特征在于，所述基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断所述盾构目标段各地层的扰动情况的步骤，包括：
若所述盾构目标段的同一地层获得的波速变化率小于0，则盾构后该地层的地质构造相较盾构前变得更加紧密。


4.如权利要求2所述的一种盾构地层扰动检测方法，其特征在于，所述基于所述盾构目标段在盾构前后各地层的波速变化率，判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：于祥涛，李增良，岳琳辉，张天波，
申请(专利权)人：中铁二十局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61