一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法与流程

本发明涉及顶管施工，具体为一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法。

背景技术：

1、随着经济与技术的快速发展，我国的隧道施工技术获得了迅速提升，已经取得了世界领先级的水平，隧道工程也越来越往高难度方向发展，其中就包括隧道距离特长、埋深特深、地质条件复杂等情况。伴随着这些情况而来的是一些施工过程中安全问题，近些年来，隧道建设过程中岩爆、大变形、塌方、涌水涌泥现象频发。与此同时，前方裂隙、断层、溶洞、地下水、破碎带等复杂地质条件也增大了隧道施工风险。因此，面对地质构造的复杂性，需要对隧道掌子面前方地质情况进行实时勘探，预判该地质条件下可能引发的地质灾害，从而确保隧道安全，科学进行隧道施工；

2、现阶段常见的超前地质预报技术包括地震波法、电磁法、直流电法、红外探测技术等，上述技术广泛应用关于tbm、盾构机掘进过程中的超前地质预报中。但是，在顶管机中使用hsp超前地质预报仪对掌子面前方地质进行预报的情况较少，尤其是顶管机在复合地层进行掘进时，前方地质情况较复杂，可能出现软硬悬殊的情况，更需要对前方土层情况进行实时预测，并针对不同土质情况调整顶管机顶进参数，实现隧道顺利贯通。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，包括：

3、步骤一：顶管管廊地质勘察，对顶管综合管廊区域土体进行初步勘测，根据土体物理参数判断待开掘地层是否存在土层软硬差距悬殊情况，若存在，则需要对顶管综合管廊区域内的结构地形、不良地质构造进行预测；

4、步骤二：监测点布设，在顶管综合管廊的管道侧壁布设检波器。本次在顶管管廊侧壁采取空间列阵式布设检波器，做到采集位置不固定，并根据现场情况调整检波器位置，本次共布设个监测点；

5、步骤三：信号处理，利用波场处理的技术从复杂的波场中分离出掌子面前方反射纵波和反射横波，并对上述两种波进行进一步处理；

6、步骤四：确定地质构造，根据信号处理后的结果，确定实际不良地质构造，并对整个施工方案合理规划和修改，从而确保顶管顶进施工安全进行。

7、优选的，所述检波器的底部设置有固定管，检波器插接在固定管的顶部，固定管的表面设置有延伸管，延伸管的表面插接有顶推杆，延伸管的内部设置有弹簧，弹簧的一端连接着顶推杆的端部，另一端连接着延伸管的内部，顶推杆可伸入到延伸管的内部。

8、优选的，所述顶推杆的表面固定有连接杆，连接杆的表面固定有顶推块，顶推块的剖面呈梯形，固定管的底部插接有插接杆，插接杆的端部设置有弹簧，弹簧位于固定管的内部，插接杆可伸进固定管的内部。

9、优选的，所述插接杆的表面固定有受力块，受力块的剖面呈梯形，受力块的表面设置有第一滚轴，第一滚轴可在受力块的表面滚动，且第一滚轴顶持在顶推块的表面，第一滚轴可在顶推块的表面滚动。

10、优选的，所述固定管的表面固定有连接板，连接板的端部固定有支撑架，支撑架的底部固定有连接架，连接架的表面通过转轴铰接有滚轮，滚轮可在连接架的内部转动，滚轮的表面固定有延伸刺，延伸刺设置有多组，多组延伸刺均匀分布在滚轮的表面。

11、优选的，所述支撑架和连接板的表面固定有竖杆，竖杆的表面固定有延伸管，延伸管的顶部开设有孔，延伸管顶部孔中插接有限位杆，限位杆的顶部连接着顶持块，顶持块的表面设置有第二滚轴，第二滚轴设置有多组，第二滚轴可在顶持块的表面滚动。

12、优选的，所述顶持块的底部固定有套管，套管的底部插接有伸缩杆，伸缩杆可在套管的底部转动，且伸缩杆不会脱离出套管的内部，企鹅伸缩杆的表面设置有弹簧。

13、优选的，所述伸缩杆的端部插接在螺杆的内部，螺杆螺接在竖杆的顶部，螺杆可螺接进入到竖杆的内部。

14、优选的，所述限位杆随着顶持块进行上下移动，弹簧的一端连接着伸缩杆的表面，另一端连接着螺杆的端部。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明提出的采用hsp超前地质预报技术对顶管管廊进行地质勘测，其测速较快，基本不占用施工时间；信号处理后资料分析快，测量完毕即可得出初步结论，成果整理及报告编写也能在短时间内完成，将检波器插接固定在固定管的内部，将固定管放置在管廊中，通过顶推杆推动固定管，滚轮位于地面上，且滚轮表面的延伸刺增加摩擦力，顶推杆受力后插接进延伸管中，使得连接杆随着顶推杆移动，顶推块顶推受力块，使得插接杆上升，插接杆不在插接在地面上，便于固定管移动，放开对顶推杆的推动后，插接杆在弹簧作用插接在地面上，便于检波器进行勘测，且顶持块顶持在管廊的顶部，向上拉动顶持块，转动伸缩杆，就可调节顶持块的位置，然后将限位杆插接在延伸管中，将顶持块起到限位的作用。

技术特征：

1.一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述检波器(1)的底部设置有固定管(2)，检波器(1)插接在固定管(2)的顶部，固定管(2)的表面设置有延伸管(3)，延伸管(3)的表面插接有顶推杆(4)，延伸管(3)的内部设置有弹簧，弹簧的一端连接着顶推杆(4)的端部，另一端连接着延伸管(3)的内部，顶推杆(4)可伸入到延伸管(3)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述顶推杆(4)的表面固定有连接杆(5)，连接杆(5)的表面固定有顶推块(9)，顶推块(9)的剖面呈梯形，固定管(2)的底部插接有插接杆(6)，插接杆(6)的端部设置有弹簧，弹簧位于固定管(2)的内部，插接杆(6)可伸进固定管(2)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述插接杆(6)的表面固定有受力块(7)，受力块(7)的剖面呈梯形，受力块(7)的表面设置有第一滚轴(8)，第一滚轴(8)可在受力块(7)的表面滚动，且第一滚轴(8)顶持在顶推块(9)的表面，第一滚轴(8)可在顶推块(9)的表面滚动。

5.根据权利要求4所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述固定管(2)的表面固定有连接板(10)，连接板(10)的端部固定有支撑架(11)，支撑架(11)的底部固定有连接架(12)，连接架(12)的表面通过转轴铰接有滚轮(13)，滚轮(13)可在连接架(12)的内部转动，滚轮(13)的表面固定有延伸刺(14)，延伸刺(14)设置有多组，多组延伸刺(14)均匀分布在滚轮(13)的表面。

6.根据权利要求5所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述支撑架(11)和连接板(10)的表面固定有竖杆(17)，竖杆(17)的表面固定有延伸管(22)，延伸管(22)的顶部开设有孔，延伸管(22)顶部孔中插接有限位杆(20)，限位杆(20)的顶部连接着顶持块(16)，顶持块(16)的表面设置有第二滚轴(15)，第二滚轴(15)设置有多组，第二滚轴(15)可在顶持块(16)的表面滚动。

7.根据权利要求6所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述顶持块(16)的底部固定有套管(18)，套管(18)的底部插接有伸缩杆(19)，伸缩杆(19)可在套管(18)的底部转动，且伸缩杆(19)不会脱离出套管(18)的内部，企鹅伸缩杆(19)的表面设置有弹簧(23)。

8.根据权利要求7所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述伸缩杆(19)的端部插接在螺杆(21)的内部，螺杆(21)螺接在竖杆(17)的顶部，螺杆(21)可螺接进入到竖杆(17)的内部。

9.根据权利要求8所述的一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，其特征在于：所述限位杆(20)随着顶持块(16)进行上下移动，弹簧(23)的一端连接着伸缩杆(19)的表面，另一端连接着螺杆(21)的端部。

技术总结
本发明涉及顶管施工技术领域，具体为一种复合地层下顶管施工中用的超前地质预报方法，顶管管廊地质勘察，对顶管综合管廊区域土体进行初步勘测，根据土体物理参数判断待开掘地层是否存在土层软硬差距悬殊情况，若存在，则需要对顶管综合管廊区域内的结构地形、不良地质构造进行预测；监测点布设，在顶管综合管廊的管道侧壁布设检波器。本次在顶管管廊侧壁采取空间列阵式布设检波器，做到采集位置不固定，并根据现场情况调整检波器位置，本次共布设个监测点；有益效果为：本发明提出的采用HSP超前地质预报技术对顶管管廊进行地质勘测，其测速较快，基本不占用施工时间；信号处理后资料分析快，测量完毕即可得出初步结论。

技术研发人员：黄凡,杨明明,李全英,王梁超,孟庆峰,张喜红,杜洪利,汪叶苗,谢玉新,汪威,张永兴,薛冰爽
受保护的技术使用者：中建八局第一建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14