一种大口径输水隧洞地基检测系统的制作方法

本实用新型涉及隧洞检测技术领域，尤其涉及一种大口径输水隧洞地基检测系统。

背景技术：

随着南水北调、引滦入唐、引黄入晋等大型输水工程的陆续上马，大口径输水隧洞越来越多的应用到各大型输水工程之中。大口径输水隧洞不但保证较大输水量，且能承受一定的压力，有其自身的输水优势。但因其承压及深埋等特殊性，一旦建成或运行后，不能对其地基进行有损隧洞结构的检测，常规检测方法无法达到检测隧洞地基的目的，尤其在洪水或地震等自然灾害后，难以对输水隧洞地基质量做出科学判断。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种大口径输水隧洞地基检测系统，实现了在保证不破坏隧洞结构的前提下，能够快速检测隧洞地基。

为达到上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种大口径输水隧洞地基检测系统，所述系统包括锤击震源、检波器和检测仪，其中，所述锤击震源通过信号线与所述检测仪连接，所述检波器通过连接线与所述检测仪连接，

所述锤击震源被配置为在隧洞地基激发地震波；所述检测仪被配置为通过所述信号线接收激发所述地震波的触发能量，并记录所述触发能量，所述触发能量为所述锤击震源输出的能量；所述检波器被配置为接收所述锤击震源在所述隧洞地基激发出的地震波；所述检测仪还被配置为通过所述连接线接收所述检波器得到的所述隧洞地基的地震波的波形图，并显示所述隧洞地基的地震波的波形图。

可选的，所述锤击震源的触发能量范围为18-24磅。

可选的，所述检波器为接收某一特定频率地震波的检波器，所述特定频率在4-100Hz范围内。

通过本实用新型实施例提供的一种大口径输水隧洞地基检测系统，所述系统包括锤击震源、检波器和检测仪，其中，所述锤击震源通过信号线与所述检测仪连接，所述检波器通过连接线与所述检测仪连接，当所述锤击震源在隧洞地基激发地震波时，所述信号线将激发信号传输给所述检测仪，所述检测仪记录所述激发信号，由所述检波器接收所述锤击震源在所述隧洞地基激发出的地震波，所述检测仪通过连接线接收所述检波器得到的所述隧洞地基的地震波的波形图，由所述检测仪的显示屏显示所述隧洞地基的地震波的波形图，所述触发能量为所述锤击震源输出的能量。本实用新型实施例解决了现有技术中在不破坏隧洞结构的前提下，难以对隧洞地基质量进行检测的问题，能够实现快速检测隧洞地基。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种大口径输水隧洞地基检测系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种大口径输水隧洞地基检测系统的检测方法的流程图；

图3是本实用新型实施例提供的检测波形图。

附图标记说明

1 锤击震源 2 检波器

3 检测仪 4 显示屏

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种大口径输水隧洞地基检测系统，如图1所示，所述系统包括锤击震源1、检波器2和检测仪3，其中，所述锤击震源通过信号线与所述检测仪连接，所述检波器通过连接线与所述检测仪连接，当所述锤击震源在隧洞地基激发地震波时，所述信号线将激发信号传输给所述检测仪，所述检测仪记录所述激发信号，由所述检波器接收所述锤击震源在所述隧洞地基激发出的地震波，所述检测仪通过连接线接收所述检波器得到的所述隧洞地基的地震波的波形图，由所述检测仪的显示屏4显示所述隧洞地基的地震波的波形图，所述触发能量为所述锤击震源输出的能量。

其中，所述锤击震源的触发能量的范围为18-24磅。所述检测系统中可以包括多个检波器，每个检波器能够接收特定频率的地震波，这些检波器的特定频率范围为4-100Hz。所述检测仪可以为SWS型工程勘探及工程检测仪。

本实用新型利用上述大口径输水隧洞地基检测系统，对隧洞地基进行检测，查明隧洞地基是否存在渗透变形及不均匀沉降等问题，为地基后续处理提供依据。如图2所示，为了更清楚的理解所述系统，本实用新型实施例还提供一种大口径输水隧洞地基检测系统的检测方法，包括如下步骤：

201、设定隧洞地基的检测范围。

根据工程运行情况及检测要求确定检测范围，一般通过收集隧洞施工时的地质资料和隧洞运行期的观测资料，再结合现场情况进行综合判断。例如，在常规巡视检查中发现某部位有变形或怀疑该区段有问题，可以针对这些位置进行检测，或者是隧洞穿越河道段在发生洪水后，有时需要评估洪水对隧洞的影响，这时需要对穿越河道段的隧洞地基进行检测，比如2012年北京7.21洪水之后，为评估洪水对南水北调北京段拒马河隧洞的影响，专门针对隧洞的地基进行了检测。

其中，为了在后续更加清晰的比较地震波的波形图，所述检测范围包括疑似问题区段和正常区段。

202、在所述检测范围内，分别采用不同特定频率的检波器和不同试验参数，通过所述检测仪采集得到所述隧洞地基的多个地震波的试验波形图，所述试验参数包括偏移距、移动道距、采样时间和触发能量，所述偏移距为所述检波器和锤击震源的距离，所述移动道距为所述检波器和锤击震源同时移动的距离，所述采样时间为所述检测仪采集地震波的时间。

其中，所述偏移距的取值范围为2-10m，所述移动道距的取值范围为0.5-2m，所述采样时间的取值范围为0.1-1ms。

因为每个隧洞地基的土质或者结构会有所不同，故在进行隧洞地基检测之前，分别采用不同特定频率的检波器和不同试验参数进行现场试验，根据试验结果确定适宜的检波器、偏移距、移动道距、采样时间和触发能量。具体包括如下步骤：

a)在所述检测范围内选取一段试验距离，并将测线沿隧洞轴线方向设置。

所述试验距离覆盖的区段也需要包括疑似问题区段和正常区段，以便于在最终得到的试验波形图中能够清晰的分辨出具有连续性同相轴的正常区段的波形图，以及出现缺失或者错段的疑似问题区段的波形图。

设置测线与所述隧洞轴线方向平行，以便保证检波器和锤击震源是沿着所述隧洞轴线方向移动。

b)选取某一特定频率的检波器，分别设定偏移距、触发能量、采样时间和移动道距；

c)在所述试验距离内将所述检波器沿所述测线固定在所述隧洞地基上；

d)根据所述偏移距，利用所述锤击震源以所述触发能量在所述测线上激发地震波；

e)通过所述检测仪在所述采样时间内接收地震数据；

f)在所述试验距离内，将所述锤击震源和所述检波器按照所述移动道距同时移动，并重复步骤c)-e)，通过所述检测仪得到试验波形图。

g)分别选取不同于b)中的检波器、偏移距、触发能量、采样时间和移动道距，重复步骤c)-f)。

选取某一特定频率的检波器，并分别设定偏移距、触发能量、采样时间和移动道距，然后将所述检波器沿所述测线固定在所述隧洞地基上，间隔所述设定偏移距，利用所述锤击震源以所述触发能量在所述测线上激发地震波，所述检测仪通过所述检波器在所述采样时间内接收地震数据。然后在所述试验距离内，将所述锤击震源和所述检波器按照所述设定的移动道距沿着所述测线同时移动，并重复上述步骤继续检测。通过选取不同特定频率的检波器、偏移距、触发能量、采样时间和移动道距，得到不同的试验波形图，其中，所述波形图也称为地震映像时序剖面。另外，所述采样时间的选取要保证在每一次激发地震波时，采集到的地震波的波形图为第一个波峰的波形图。

203、比较所述多个地震波的试验波形图，确定同相轴对所述隧洞反映明显的试验波形图对应特定频率的检波器和设定参数为现场检测所需的检波器和检测参数。

204、在所述检测范围内，根据所述现场检测所需的检波器和检测参数，通过所述检测仪采集得到所述隧洞地基的多个地震波的检测波形图。

具体包括如下步骤：

h)在所述检测范围内，将所述现场检测所需的检波器沿所述测线固定在所述隧洞地基上；

i)根据所述检测参数中的偏移距，利用所述锤击震源以所述检测参数中的触发能量在所述测线上激发地震波；

j)通过所述检测仪在所述检测参数中的采样时间内接收地震数据；

k)在所述检测范围内，将所述锤击震源和所述检波器按照所述检测参数中的移动道距同时移动；

l)重复步骤h)-k)，通过所述检测仪采集得到检测波形图。

在得到所述检测波形图后，查看所述检测波形图的同相轴是否存在缺失或错段，若存在，则判断存在所述缺失或错段的区域对应的所述隧洞地基存在问题，所述隧洞地基可能存在渗透变形或者不均匀沉降等缺陷，为后续地基处理方案的选择及施工提供科学依据。

如图3所示，为一处隧洞地基的检测波形图，从图中可以看到左侧部分存在缺失，右侧部分同相轴相对连续，则所述波形图的左侧部分对应的隧洞地基可能存在问题。

通过本实用新型实施例，能快速实现隧洞地基质量检测，且不破坏隧洞结构。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。