一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车及工作方法与流程

本发明涉及岩石检测，尤其是涉及一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车及工作方法。

背景技术：

1、钻爆法作为当前我国山岭隧道施工的主流方法之一，爆破开挖是其核心环节。然而，由于隧道施工条件的复杂性，加之现场专业人才的匮乏，且需协调超挖控制和进尺、劳务管理之间的矛盾，使得超挖控制难以持续跟进。同时，隧道内部地质条件不断变化，基于均质围岩的爆破方案难以满足现场实际需求，施工方案调整滞后成为隧道超挖的关键问题之一。目前，地质雷达、瞬变电磁等非接触式物探技术可以对隧道围岩进行探测并掌握部分信息，然而非接触式物探技术仍存在测不准、测不全等问题，对隧道掌子面的详细信息和开挖岩石的基本物理参数难以快速测定。因此，如何基于现场实际作业条件，掌握隧道围岩变化信息，重视隧道内常被忽略的岩石基本物理力学参数信息（包括：抗压强度、抗拉强度、泊松比、弹性模量和波速等等，岩石的力学参数涉及到隧道的围岩等级分类；而影响岩体质量的参数包括岩体完整性、节理数量和分布，以及隧道掌子面水环境状态等），快速测定隧道掌子面及围岩单一、复合地层状况下岩石的基本物理力学参数以及岩体状态。

2、因此，针对于将钻爆开挖过程中形成的岩块进行现场取样、检测，利用隧道既有设施，对隧道内岩石基本物理参数进行快速测定，亟需一种隧道开挖过程中岩石取样、基本参数测定一体化智能综合试验车及使用方法。

技术实现思路

1、为了解决上述提到的问题，本发明提供一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车及工作方法。

2、第一方面，本发明提供的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，采用如下的技术方案：

3、一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，包括：

4、无人智能座舱、行走支撑系统、车载试验系统和车载试验动力系统，其中，所述车载试验系统包括高压水射流岩石取样模块和岩石基本参数测定模块。

5、进一步地，所述无人智能座舱内搭载有无人驾驶系统、扫描仪和地质雷达检测仪，用于驾驶试验车并采集隧道围岩信息。

6、进一步地，所述行走支撑系统包括整体车架，所述整体车架上设置有防爆轮胎、电力能源装置和液压支撑腿。

7、进一步地，所述液压支撑腿通过地脚螺钉和隧道地面连为一体，所述液压支撑腿在试验车停稳后支撑起整体车架并锁定支撑高度。

8、进一步地，所述高压水射流岩石取样模块包括综合试验台、高压水射流组件、刚性框架和顶部液压缸。

9、进一步地，所述岩石基本参数测定模块包括综合试验台、刚性压头、刚性框架和顶部液压缸。

10、进一步地，所述综合试验台包括试验台刚性承台，所述试验台刚性承台上放置试验台刚性底座盖板。

11、进一步地，所述试验台刚性承台的下方设置有中空的集水箱，集水箱的底部设置有排水口。

12、进一步地，所述车载试验动力系统包括高压水射流泵站和液压试验油源，所述高压水射流泵站连接至隧道内的既有水管，为高压水射流模块提供高压水；所述液压试验油源为试验车提供液压油。

13、第二方面，一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车工作方法，包括：

14、通过无人智能座舱进行自动驾驶及控制试验车；

15、通过车载试验系统进行岩石取样和参数测定；

16、通过行走支撑系统进行试验车安全行走，通过液压支撑腿在试验车停稳后支撑受力，锁定支撑高度；

17、通过车载试验动力系统为试验车提供高压水和液压油。

18、综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：

19、第一方面，隧道开挖过程中岩石取样、基本参数测定一体化智能综合试验车及使用方法综合解决了隧道现场取样、检测功能，将钻爆开挖过程中形成的岩块进行现场取样、检测，利用隧道既有设施，对隧道内岩石基本物理参数进行快速测定，测定结果可以对隧道超挖控制时控跟进，及时调整隧道施工方案，减少掘进超耗；

20、第二方面，设备充分利用既有水管、电路，确保现场试验、现场应用，避免增加额外设施投资费用，可根据隧道类型因地制宜，例如公路隧道利用隧道内紧急停车区等；

21、第三方面，高压水射流现场切割取样，相比于线切割、机械切割刀盘切割等方式，更环保、经济；同时，对于在富水地区开挖的隧道，可对隧道内水沟用水进行简单过滤后，利用现有水资源进行岩石试样加工，加工更方便。

22、第四方面，创新应用液压支撑腿与机构隧道地面构筑物相连，与刚性框架等形成完整的系统，确保试验所需的稳定基础和刚性试验条件。

23、第五方面，综合试验车将无损非接触式物探法和岩石基本力学参数测定相结合，优于仅采用非接触式无损物探的测量结果，对隧道围岩状态的判断和预测更为准确。

24、第六方面，整体装备设计为试验车的形式，拓展了装置的应用场景，相交于固定式的试验室更为便捷。

技术特征：

1.一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述无人智能座舱内搭载有无人驾驶系统、扫描仪和地质雷达检测仪，用于驾驶试验车并采集隧道围岩信息。

3.根据权利要求2所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述行走支撑系统包括整体车架，所述整体车架上设置有防爆轮胎、电力能源装置和液压支撑腿。

4.根据权利要求3所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述液压支撑腿通过地脚螺钉和隧道地面连为一体，所述液压支撑腿在试验车停稳后支撑起整体车架并锁定支撑高度。

5.根据权利要求4所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述高压水射流岩石取样模块包括综合试验台、高压水射流组件、刚性框架和顶部液压缸。

6.根据权利要求5所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述岩石基本参数测定模块包括综合试验台、刚性压头、刚性框架和顶部液压缸。

7.根据权利要求6所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述综合试验台包括试验台刚性承台，所述试验台刚性承台上放置试验台刚性底座盖板。

8.根据权利要求7所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述试验台刚性承台的下方设置有中空的集水箱，集水箱的底部设置有排水口。

9.根据权利要求8所述的一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车，其特征在于，所述车载试验动力系统包括高压水射流泵站和液压试验油源，所述高压水射流泵站连接至隧道内的既有水管，为高压水射流模块提供高压水；所述液压试验油源为试验车提供液压油。

10.一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车工作方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及岩石检测技术领域，尤其是涉及一种隧道内岩石取样及参数测定一体化试验车及工作方法。所述试验车包括无人智能座舱、行走支撑系统、车载试验系统和车载试验动力系统，其中，所述车载试验系统包括高压水射流岩石取样模块和岩石基本参数测定模块。解决了隧道现场取样、检测功能，将钻爆开挖过程中形成的岩块进行现场取样、检测，利用隧道既有设施，对隧道内岩石基本物理参数进行快速测定，测定结果可以对隧道超挖控制时控跟进，及时调整隧道施工方案，减少掘进超耗。

技术研发人员：徐福通,房海波,杜志浩,魏成行,曹志伟,李景轩,许静宜,许光涛,张腾
受保护的技术使用者：中建八局第二建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12