深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构。适用于深埋隧洞(道)工程。
【背景技术】
[0002]深部岩体开挖损伤区的形成机理及特性为近年国内外深部岩石力学领域的研宄热点和重点之一。上世纪70年代末和80年代初，由于地下核废料处置库建设的需要，国外开始对损伤区进行深入研宄。经过近三十年的研宄，损伤区的形成机理、损伤区内岩体的力学特性、损伤区的力学模型及计算方法、损伤区的现场检测与诊断技术等方面的研宄，积累了丰富的研宄成果。国内外的研宄成果表明:岩体初始应力场的开挖卸荷是形成损伤区的主要原因，损伤区的大小主要与岩体初始应力状态、开挖与支护方法、地质条件、岩体力学特性、地下洞室几何形态及空间布置等诸多因素有关。
[0003]但随着近几年工程埋深的增加，在高应力作用下损伤区也开始表现出时间效应，即损伤区的范围随时间的增加而扩大。在现场的具体表现包括滞后掌子面一段距离围岩开始出现破裂、锚杆应力计随着时间持续增长等。这种现象单凭肉眼很难进行分辨，必须依靠针对性的检测方法。目前在工程实践中使用较多的主要是声波检测。但是目前的声波检测普遍只进行常规的损伤区检测深度检测，无法捕捉到损伤区孕育的全过程。
[0004]开挖损伤区扩展存在时间效应，不仅影响到工程的支护设计，而且将对工程运行期的安全产生重要的影响，如果在工程施工期没有对该问题制定针对性的对策，当工程投入运行后再进行检修将产生重大的经济损失。为此，必须对开挖损伤区的时间效应问题有充分的认识。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，以针对性的对损伤区进行检测，揭示隧洞损伤区的孕育全过程。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，其特征在于:在隧洞损伤区位置、沿隧洞轴向间隔50?60cm布置检测断面I和检测断面II，检测断面I内由隧洞向损伤区钻设若干单孔声波检测孔，检测断面II内由隧洞向损伤区钻设若干跨孔声波检测孔。
[0007]损伤区位于隧洞两侧拱脚，在隧洞损伤区位置、沿隧洞轴向间隔50?60cm布置检测断面I和检测断面II，检测断面I内由隧洞向损伤区钻设若干单孔声波检测孔，每个拱脚处布置5个检测孔，两侧对称布置；检测断面II内由隧洞向损伤区钻设若干跨孔声波检测孔，每个拱脚处布置2个检测孔，两侧对称布置。
[0008]同侧的单孔声波检测孔间隔15°布置，其中一单孔声波检测孔水平布置；同侧的两个跨孔声波检测孔与水平位置夹角分别为45°和60°。
[0009]所述单孔声波检测孔长度为5?Sm，跨孔声波检测孔长度为5?Sm。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过布置针对性的声波检测孔可以有效捕捉损伤区随时间的变化过程，建立时间与损伤区深度之间的关系，揭示开挖损伤区的时效特性对围岩稳定性的影响。根据所揭示的规律有利于制定针对性的支护措施，保证工程的长期运行安全，避免人员和经济损失。
【附图说明】
[0011]图1为实施例中检测断面I的布置示意图。
[0012]图2为实施例中检测断面II的布置示意图。
[0013]图3为实施例中隧洞开挖损伤区随时间变化的示意图。
[0014]图4为实施例中检测结果随时间变化的示意图。
【具体实施方式】
[0015]根据地应力测试、数值分析及隧洞断面上高应力破坏出现的位置，初步判断隧洞断面开挖损伤最严重的位置，本方案的损伤位置位于两侧拱脚。在隧洞I损伤区位置、沿隧洞轴向间隔50?60cm布置检测断面I 2和检测断面II 3。
[0016]如图1所示，为了测试方便，同时也为了保证测试过程的水耦合，提高测试精度，检测断面I 2布置10个由隧洞向损伤区钻设的单孔声波检测孔4(检测孔1#?10#)，每个拱脚处布置5个检测孔，两侧对称布置，同侧的单孔声波检测孔4间隔15°布置，其中一单孔声波检测孔水平布置。
[0017]如图2所示，检测断面II内由隧洞向损伤区内钻设4个跨孔声波检测孔5 (检测孔11#?14#)，跨孔声波检测孔5分别平行于检测断面I的检测孔3#、4#、7#、8#，用于和单孔检测对比，以检测在隧洞轴线方向损伤程度。
[0018]本实施例中单孔声波检测孔4长度为5?8m，跨孔声波检测孔5长度为5?8m。
[0019]本例中损伤区声波检测内容包括单孔和跨孔检测，其中以单孔检测为主。为提高精度，声波检测由下而上沿孔壁连续观测，移动步距为0.lm。
[0020]为了监测开挖损伤区扩展的时间效应，这两个断面的声波检测孔作为长期观测孔，具体检测计划为:开挖后即进行第一次检测，I个月后进行第二次检测，再过一个月进行第三次检测，第一次测试后5个月进行第四次测试，最后一次(第五次)测试在第一次测试后11个月进行。本实施例中隧洞周边损伤区随时间变化示意图见图3，检测结果随时间变化的不意图见图4。
【主权项】
1.一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，其特征在于:在隧洞(I)损伤区位置、沿隧洞轴向间隔50?60cm布置检测断面I (2)和检测断面II (3)，检测断面I内由隧洞向损伤区钻设若干单孔声波检测孔(4)，检测断面II内由隧洞向损伤区钻设若干跨孔声波检测孔(5)。
2.一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，其特征在于:损伤区位于隧洞(I)两侧拱脚，在隧洞损伤区位置、沿隧洞轴向间隔50?60cm布置检测断面I (2)和检测断面II (3)，检测断面I内由隧洞向损伤区钻设若干单孔声波检测孔(4)，每个拱脚处布置5个检测孔，两侧对称布置；检测断面II内由隧洞向损伤区钻设若干跨孔声波检测孔(5)，每个拱脚处布置2个检测孔，两侧对称布置。
3.根据权利要求2所述的深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，其特征在于:同侧的单孔声波检测孔⑷间隔15°布置，其中一单孔声波检测孔水平布置；同侧的两个跨孔声波(5)检测孔与水平位置夹角分别为45°和60°。
4.根据权利要求1?3任意一项所述的深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，其特征在于:所述单孔声波检测孔(4)长度为5?Sm，跨孔声波检测孔(5)长度为.5 ?8m0
【专利摘要】本实用新型涉及一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构。本实用新型的目的是提供一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，以针对性的对损伤区进行检测，揭示隧洞损伤区的孕育全过程。本实用新型的技术方案是：一种深埋隧洞开挖损伤区扩展时间效应的检测布置结构，其特征在于：在隧洞损伤区位置、沿隧洞轴向间隔50～60cm布置检测断面Ⅰ和检测断面Ⅱ，检测断面Ⅰ内由隧洞向损伤区钻设若干单孔声波检测孔，检测断面Ⅱ内由隧洞向损伤区钻设若干跨孔声波检测孔本实用新型适用于深埋隧洞(道)工程。
【IPC分类】G01N29-04
【公开号】CN204374145
【申请号】CN201520004519
【发明人】刘宁, 潘益斌, 何江, 周晓明
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月5日