• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      CT探測(cè)技術(shù)在跨海頂管孤石群探測(cè)的應(yīng)用研究

      2021-04-09 02:24:58孟祥龍
      鐵道建筑技術(shù) 2021年1期
      關(guān)鍵詞:孤石頂管機(jī)波速

      孟祥龍

      (中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司 福建廈門 361000)

      1 引言

      隨著國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)及由此推動(dòng)的市政建設(shè)飛速發(fā)展,綜合管廊工程越來(lái)越多,而隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大,沿海城市跨海綜合管廊也逐步開始建設(shè),廈門翔安新機(jī)場(chǎng)綜合管廊項(xiàng)目大嶝大橋過(guò)海段采用泥水平衡頂管工法在海底穿越大嶝海峽,頂管段全長(zhǎng)708 m,圓形斷面,外徑3.6 m,原地勘資料顯示,頂管穿越地質(zhì)為殘積土和全風(fēng)化花崗巖,未探出孤石,頂管機(jī)刀具、刀盤及主機(jī)均按照原地勘資料進(jìn)行選型和設(shè)計(jì),但在開頂后進(jìn)尺不足27 m的范圍內(nèi),連續(xù)多次遭遇高強(qiáng)孤石群,最長(zhǎng)孤石群長(zhǎng)度9 m,最大孤石占機(jī)頭截面的2/3以上,孤石最高強(qiáng)度達(dá)145.8 MPa(頂管機(jī)前方鉆孔實(shí)測(cè)),頂管機(jī)刀具、刀盤磨損嚴(yán)重,主機(jī)因長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載造成傳動(dòng)齒輪斷裂,無(wú)法繼續(xù)頂進(jìn),頂進(jìn)失敗,需更換機(jī)頭。

      由此可知,海底頂管工法面臨的主要難題有:因頂管工藝自身特性,一旦開頂,過(guò)程中幾乎無(wú)法更換刀盤;跨海頂管過(guò)程中在海域范圍極難開展不良地質(zhì)處理甚至機(jī)頭更換等特殊處理。面對(duì)上述難題,必須在開始頂進(jìn)前對(duì)頂管穿越范圍內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行詳盡勘察,為頂管機(jī)、刀盤的選型及不良地質(zhì)的預(yù)處理提供準(zhǔn)確的依據(jù),確保項(xiàng)目的順利實(shí)施。

      我國(guó)是世界上花崗巖地質(zhì)分布最廣的國(guó)家之一,主要在浙、閩、粵等東南沿海地區(qū)分布集中[1]?;◢弾r球狀風(fēng)化程度不均(俗稱:孤石)強(qiáng)度較大,抗壓強(qiáng)度可達(dá)200 MPa,由于孤石的存在造成風(fēng)化程度級(jí)別的突變,給地質(zhì)勘察、工程建設(shè)造成嚴(yán)重不良的影響[2]。

      孤石的產(chǎn)生、分布、形狀、大小及位置都有隨機(jī)性,風(fēng)化程度不均對(duì)地質(zhì)剖面的相對(duì)均質(zhì)性產(chǎn)生了嚴(yán)重破壞,未探明的孤石對(duì)頂管等地下非開挖工程的建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重的隱患[3]。頂管機(jī)在孤石地層頂進(jìn)中,刀盤及刀具會(huì)加速磨損,并且經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生偏磨,大大增加刀具斷裂、磨穿刀盤的風(fēng)險(xiǎn),造成頂管機(jī)長(zhǎng)期滯留并引起地面塌陷及地表管線破壞[4]。孤石很難精準(zhǔn)定位,為降低其對(duì)非開挖工程,特別是跨海管廊頂管工程的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn),急切需要一種能夠適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)海域條件的孤石群探測(cè)技術(shù)。

      目前,在地下工程勘察中,對(duì)孤石勘察采用的方法主要有鉆探和物探兩種方法,鉆探法只能揭示探孔穿越處局部的孤石形態(tài),物探法則可以從總體的角度揭示孤石的空間狀態(tài)情況,為現(xiàn)階段常用的勘察方法[5-6]。在各種物探法中,瞬變電磁法只能得到孤石分布的大致區(qū)域[7];高密度電法容易造成誤判,特別在接地條件不足時(shí),容易將孤石的形態(tài)放大[8-9]。電測(cè)法容易受到供電設(shè)備、地形起伏等因素的影響,勘察深度較小,精準(zhǔn)度不高[10]。地質(zhì)雷達(dá)法也受地層影響較大,潮濕土層對(duì)電磁波吸收作用較強(qiáng),勘察深度較小,探測(cè)距離也很有限。

      在現(xiàn)階段煤層采空區(qū)[11]及巖溶溶洞[12]探測(cè)中取得了良好效果的CT探測(cè)技術(shù),尚未有在海域范圍孤石探測(cè)的研究應(yīng)用可供參考與借鑒,本項(xiàng)目在海域環(huán)境下成功實(shí)施CT探測(cè)技術(shù),對(duì)復(fù)雜的海底地質(zhì)做出準(zhǔn)確的預(yù)判,精確還原海底孤石群等復(fù)雜的地質(zhì)情況,為跨海管廊頂管工程提供可靠的地質(zhì)資料。

      2 工藝原理

      CT探測(cè)技術(shù)掃描探測(cè)孤石是根據(jù)縱波在孤石和周邊地質(zhì)中具有不同的傳播速度等原理,通過(guò)對(duì)聲波初至旅行時(shí)的記錄及解譯,反演出探測(cè)區(qū)域的三維聲波速度場(chǎng),形象直觀地揭示了孤石的空間位置分布和形狀的大小,為工程提供準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)資料。

      CT探測(cè)系統(tǒng)主機(jī)采用24位機(jī),共8個(gè)獨(dú)立通道,能夠進(jìn)行一發(fā)多收或者進(jìn)行傳感器陣列測(cè)試;主機(jī)配合ZDF-3型電火花振源,可完成長(zhǎng)距離的CT測(cè)試,其特有的高精度檢波器(帶前置放大器)和超大能量的電火花振源可以使穿透距離達(dá)到100 m以上。同時(shí)CT探測(cè)系統(tǒng)配套有全智能的分析軟件,具有全智能化分析以及成果“可視化”的特點(diǎn),可以結(jié)合地質(zhì)情況給出探測(cè)區(qū)間地層的3D圖像。

      CT探測(cè)技術(shù)是地質(zhì)勘察的一種新技術(shù),其原理是:借助醫(yī)療領(lǐng)域通過(guò)X射線進(jìn)行斷層掃描的基本方法,通過(guò)在探孔內(nèi)不同的位置進(jìn)行人工震源的發(fā)射與接收,收集各類動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)彈性波震相的各類技術(shù)參數(shù),利用不同地質(zhì)體有差異的物理力學(xué)性質(zhì),來(lái)重建不同地質(zhì)體波速衰減系數(shù)的場(chǎng)分布,再通過(guò)像素、色譜及立體網(wǎng)絡(luò)的綜合展示,直觀反演出地質(zhì)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[13]。

      不同地質(zhì)體的彈性波參數(shù)有明顯差異,不同程度風(fēng)化的各類地層波速范圍參考指標(biāo)見表1。當(dāng)射線穿越擬測(cè)地質(zhì)時(shí),傳播時(shí)差會(huì)產(chǎn)生一定改變,在擬測(cè)地質(zhì)的內(nèi)部和邊緣,波形的傳播也有不同變化產(chǎn)生。多條交叉射線中,每條射線都在擬測(cè)地質(zhì)的內(nèi)部和邊緣產(chǎn)生時(shí)差,同時(shí)不同射線也會(huì)產(chǎn)生互相約束的影響,通過(guò)收集此類彈性波的參數(shù),即可將擬測(cè)地質(zhì)體邊緣的形態(tài)直觀反演。

      表1 不同程度風(fēng)化的各類地層波速范圍參考指標(biāo)

      3 施工控制要點(diǎn)

      3.1 施工流程

      施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔→安置PVC套管→孔內(nèi)灌水(海中不需灌水)→安置發(fā)射器和接收器,進(jìn)行探測(cè)施工→數(shù)據(jù)收集→數(shù)據(jù)分析。

      3.2 施工操作要點(diǎn)

      3.2.1 施工準(zhǔn)備

      (1)探測(cè)鉆孔及剖面的布置

      ①根據(jù)探測(cè)目的和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,繪制探孔布置圖,探孔應(yīng)沿頂管走向在結(jié)構(gòu)兩側(cè)1 m左右處布設(shè),間距宜為10~25 m,應(yīng)特別注意避免在頂管機(jī)通過(guò)的斷面范圍布孔,避免因封孔不嚴(yán)密造成后期頂管機(jī)通過(guò)時(shí)漏漿。

      ②鉆孔深度根據(jù)擬探測(cè)的范圍確定,通常比擬探測(cè)的范圍底面深3~4 m,本工程共設(shè)置72個(gè)鉆孔,共需完成176個(gè)剖面的探測(cè)數(shù)據(jù)采集。

      (2)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前,陸地范圍內(nèi)先平整施工區(qū)域、建設(shè)施工便道,用于機(jī)械設(shè)備和材料轉(zhuǎn)運(yùn),同時(shí)在施工中確保鉆機(jī)及其它機(jī)械行走、搬移方便,作業(yè)過(guò)程穩(wěn)定、安全;海域段則準(zhǔn)備好施工用簡(jiǎn)易船筏,利用潮汐間隙組織探測(cè)。

      3.2.2 測(cè)量放樣

      開始鉆孔前,應(yīng)由專業(yè)測(cè)量人員按照設(shè)計(jì)孔位圖將孔位測(cè)放于現(xiàn)場(chǎng),每個(gè)孔均應(yīng)獨(dú)立編號(hào)。根據(jù)鉆孔坐標(biāo)信息進(jìn)行測(cè)量放樣,測(cè)量放樣均應(yīng)按照規(guī)定履行報(bào)驗(yàn)手續(xù),同時(shí)安排專人負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行管理和維護(hù),定期復(fù)測(cè)。

      3.2.3 地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔

      (1)鉆機(jī)平臺(tái)盡量一次搭好,盡量減少搭設(shè)及移動(dòng)鉆機(jī)平臺(tái)的時(shí)間,保證鉆機(jī)的定位和定向準(zhǔn)確。

      (2)安裝鉆機(jī)要牢固,避免鉆孔時(shí)鉆機(jī)出現(xiàn)擺動(dòng)、位移、傾斜、不均勻下沉等不穩(wěn)定現(xiàn)象,進(jìn)而影響鉆孔的質(zhì)量。

      (3)開始鉆孔前,再次復(fù)核孔位,孔位偏差≤50 mm。

      (4)詳細(xì)記錄鉆孔過(guò)程,各類地層的位置、厚度、性質(zhì)均應(yīng)準(zhǔn)確記錄。

      (5)為采取巖樣,對(duì)軟巖的鉆孔直徑>110 mm,硬巖的鉆孔直徑>91 mm,實(shí)際孔深≥設(shè)計(jì)孔深。

      (6)鉆機(jī)的平臺(tái)和基座要加固到位,嚴(yán)控鉆進(jìn)方向等參數(shù),在鉆孔中要定期檢查鉆機(jī)垂直度和平臺(tái)、基座的穩(wěn)定情況,及時(shí)調(diào)整和固定。

      3.2.4 安置PVC套管

      (1)由專人負(fù)責(zé)對(duì)每日潮汐時(shí)間進(jìn)行預(yù)報(bào),根據(jù)潮汐時(shí)間確定下套管時(shí)間,通常落潮時(shí)定位錨固,平潮時(shí)下套管。

      (2)在地面預(yù)先拼接好套管,套管中、上部綁定位套繩,套管下部綁保險(xiǎn)繩,用保險(xiǎn)繩和定位繩將水下套管扶正,通過(guò)鉆機(jī)擊入孔中。

      (3)當(dāng)套管無(wú)法一次下置到預(yù)定的深度時(shí),需要采用管內(nèi)掏心的方式,通過(guò)跟管下至預(yù)定的深度。

      3.2.5 安置發(fā)射器和接收器,進(jìn)行探測(cè)

      (1)依據(jù)擬探測(cè)的范圍,確定探測(cè)區(qū)間。

      (2)將發(fā)射端震源和接收端的接收探頭置于探測(cè)區(qū)間的最深處。

      (3)發(fā)射端在發(fā)射聲波信號(hào)后,上升0.5 m,并保持接收端不動(dòng),接受聲波信號(hào),即完成一次發(fā)射-接受流程;重復(fù)激發(fā)、上升(每次0.5 m),直至發(fā)射端上升至探測(cè)區(qū)間頂部后,將接收探頭上升1 m(以2個(gè)探頭同時(shí)接收為例),再將發(fā)射端重新置于探測(cè)區(qū)間的最深處。

      (4)重復(fù)上述(3)流程,待接收探頭升至探測(cè)區(qū)間的頂部,完成該剖面掃描。

      主要工作參數(shù)如下:

      ①接收點(diǎn)距:0.5/1 m

      ②發(fā)射點(diǎn)距:0.5 m

      ③采樣間隔:1 μs

      ④激發(fā)能量:2 000~10 000 J

      ⑤單道主頻:0~300 Hz

      CT探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)孤石的布置及工作方式見圖1。

      圖1 CT探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)孤石的布置及工作方式

      3.2.6 數(shù)據(jù)收集

      本次探測(cè),使用探測(cè)設(shè)備商自主研發(fā)的EACT型采集數(shù)據(jù)軟件來(lái)采集形成的聲波波形,再用EACT型分析軟件提取聲波初至?xí)r間進(jìn)而形成計(jì)算文件,通過(guò)自主研發(fā)的CT2005型解譯軟件最終生成CT掃描剖面波速三維等值線圖。

      3.2.7 數(shù)據(jù)分析

      根據(jù)收集的全部彈性波掃描數(shù)據(jù),通過(guò)反演,即可形成擬測(cè)地質(zhì)體內(nèi)部的波速圖像[14]。

      通常采用人機(jī)配合完成聲波提取工作,即先利用電腦中自動(dòng)提取功能完成初步拾取工作,再由人工進(jìn)行復(fù)核和檢查,多次判別完成提取工作。

      反演流程示意見圖2。

      圖2 反演流程示意

      4 探測(cè)成果及驗(yàn)證

      對(duì)探測(cè)橫剖面進(jìn)行分析,得出各個(gè)剖面孤石可能的分布,見下示例。

      示例 1:鉆孔 BJM77與 BJM43的水平距離18.75 m,BJM77作為發(fā)射孔,發(fā)射步長(zhǎng)0.5 m,發(fā)射范圍15.5~22.5 m,BJM43作為接收孔,接收步長(zhǎng)0.54 m,接收范圍16.8~22.5 m,波速三維等值線圖見圖3,波速三維等值線俯視圖見圖4。

      圖3 波速三維等值線圖

      圖4 波速三維等值線俯視圖

      由圖3、圖4可知,距離鉆孔BJM77大約5.6 m,埋深約19 m處存在波速異常區(qū),水平分布范圍為4.1~5.6 m,異常區(qū)最大波速為3 500 m/s。

      示例2:鉆孔BJM42與BJM77的水平距離10.3 m,BJM42作為發(fā)射孔,發(fā)射步長(zhǎng)0.5 m,發(fā)射范圍15~22 m,BJM77作為接收孔,接收步長(zhǎng)0.54 m,接收范圍16.3~22 m,波速三維等值線圖見圖5,波速三維等值線俯視圖見圖6。

      圖5 波速三維等值線圖

      圖6 波速三維等值線俯視圖

      由圖5、圖6可知,異常區(qū)1的位置為與BJM77水平距離1.2 m,埋深20.5 m,水平分布范圍8.2~10 m(從BJM42起算);異常區(qū)2的位置為與BJM42水平距離1.8 m,埋深16 m,水平分布范圍1.5~2.5 m(從BJM42起算);異常區(qū)3的位置為與BJM42水平距離1.8 m,埋深18.8 m,水平分布范圍1.5~2.5 m(從BJM42起算);異常區(qū)4為波速輕微異常,位置緊挨鉆孔BJM42,中心位置埋深18 m,水平分布范圍較廣,異常區(qū)最大波速約為3 500 m/s。

      從176個(gè)剖面中選出部分剖面的CT探測(cè)結(jié)果與地質(zhì)鉆孔巖芯對(duì)比得知,CT掃描技術(shù)對(duì)孤石群位置的判斷較準(zhǔn)確,探測(cè)精度較高,能夠很好地滿足工程建設(shè)要求,為新頂管機(jī)及刀具、刀盤選型及后續(xù)孤石處理提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。

      5 結(jié)束語(yǔ)

      本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次成功將CT探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜條件下大斷面管廊長(zhǎng)距離跨海頂管工程不良地質(zhì)孤石群的探測(cè)工作,精準(zhǔn)提供了不良地質(zhì)情況的分析報(bào)告,該技術(shù)解決了常規(guī)地質(zhì)探測(cè)手段無(wú)法準(zhǔn)確揭示還原海底復(fù)雜地質(zhì)孤石群的難題。

      猜你喜歡
      孤石頂管機(jī)波速
      珠海鳳凰山東南角花崗巖孤石空間分布特征及其對(duì)步道工程的影響
      棱鏡鉛垂裝置與頂管自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)在頂管施工中的應(yīng)用
      建筑施工(2021年12期)2021-09-14 03:56:10
      含孤石土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性及破壞特征的數(shù)值分析*
      基于實(shí)測(cè)波速探討地震反射波法超前預(yù)報(bào)解譯標(biāo)志
      用泥水平衡頂管機(jī)施工管道的質(zhì)量控制
      淺析地震波跨孔層析成像(CT)在地下連續(xù)墻孤石勘探的運(yùn)用
      四川建筑(2019年2期)2019-09-03 09:33:12
      孤石賦存形態(tài)的分類及穩(wěn)定性分析
      用于垂直頂管樁的垂直頂管機(jī)的研制與試驗(yàn)應(yīng)用
      建筑科技(2018年6期)2018-08-30 03:41:06
      頂管機(jī)在煤礦高抽巷掘進(jìn)中的應(yīng)用
      吉林地區(qū)波速比分布特征及構(gòu)造意義
      长白| 永州市| 靖州| 普兰县| 米泉市| 芦溪县| 六安市| 措美县| 聊城市| 庄河市| 阳城县| 绥中县| 百色市| 东丰县| 大庆市| 额尔古纳市| 台州市| 淮安市| 昆山市| 星座| 太白县| 中西区| 嵩明县| 宁德市| 汉寿县| 临颍县| 临城县| 新平| 漾濞| 澄城县| 文昌市| 安顺市| 洪泽县| 泊头市| 称多县| 若羌县| 汉阴县| 会同县| 靖宇县| 万盛区| 淄博市|