本實(shí)用新型涉及隧洞檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著南水北調(diào)、引灤入唐、引黃入晉等大型輸水工程的陸續(xù)上馬，大口徑輸水隧洞越來(lái)越多的應(yīng)用到各大型輸水工程之中。大口徑輸水隧洞不但保證較大輸水量，且能承受一定的壓力，有其自身的輸水優(yōu)勢(shì)。但因其承壓及深埋等特殊性，一旦建成或運(yùn)行后，不能對(duì)其地基進(jìn)行有損隧洞結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，常規(guī)檢測(cè)方法無(wú)法達(dá)到檢測(cè)隧洞地基的目的，尤其在洪水或地震等自然災(zāi)害后，難以對(duì)輸水隧洞地基質(zhì)量做出科學(xué)判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在保證不破壞隧洞結(jié)構(gòu)的前提下，能夠快速檢測(cè)隧洞地基。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括錘擊震源、檢波器和檢測(cè)儀，其中，所述錘擊震源通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述檢測(cè)儀連接，所述檢波器通過(guò)連接線(xiàn)與所述檢測(cè)儀連接，

所述錘擊震源被配置為在隧洞地基激發(fā)地震波；所述檢測(cè)儀被配置為通過(guò)所述信號(hào)線(xiàn)接收激發(fā)所述地震波的觸發(fā)能量，并記錄所述觸發(fā)能量，所述觸發(fā)能量為所述錘擊震源輸出的能量；所述檢波器被配置為接收所述錘擊震源在所述隧洞地基激發(fā)出的地震波；所述檢測(cè)儀還被配置為通過(guò)所述連接線(xiàn)接收所述檢波器得到的所述隧洞地基的地震波的波形圖，并顯示所述隧洞地基的地震波的波形圖。

可選的，所述錘擊震源的觸發(fā)能量范圍為18-24磅。

可選的，所述檢波器為接收某一特定頻率地震波的檢波器，所述特定頻率在4-100Hz范圍內(nèi)。

通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括錘擊震源、檢波器和檢測(cè)儀，其中，所述錘擊震源通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述檢測(cè)儀連接，所述檢波器通過(guò)連接線(xiàn)與所述檢測(cè)儀連接，當(dāng)所述錘擊震源在隧洞地基激發(fā)地震波時(shí)，所述信號(hào)線(xiàn)將激發(fā)信號(hào)傳輸給所述檢測(cè)儀，所述檢測(cè)儀記錄所述激發(fā)信號(hào)，由所述檢波器接收所述錘擊震源在所述隧洞地基激發(fā)出的地震波，所述檢測(cè)儀通過(guò)連接線(xiàn)接收所述檢波器得到的所述隧洞地基的地震波的波形圖，由所述檢測(cè)儀的顯示屏顯示所述隧洞地基的地震波的波形圖，所述觸發(fā)能量為所述錘擊震源輸出的能量。本實(shí)用新型實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)中在不破壞隧洞結(jié)構(gòu)的前提下，難以對(duì)隧洞地基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測(cè)隧洞地基。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法的流程圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檢測(cè)波形圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 錘擊震源 2 檢波器

3 檢測(cè)儀 4 顯示屏

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括錘擊震源1、檢波器2和檢測(cè)儀3，其中，所述錘擊震源通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述檢測(cè)儀連接，所述檢波器通過(guò)連接線(xiàn)與所述檢測(cè)儀連接，當(dāng)所述錘擊震源在隧洞地基激發(fā)地震波時(shí)，所述信號(hào)線(xiàn)將激發(fā)信號(hào)傳輸給所述檢測(cè)儀，所述檢測(cè)儀記錄所述激發(fā)信號(hào)，由所述檢波器接收所述錘擊震源在所述隧洞地基激發(fā)出的地震波，所述檢測(cè)儀通過(guò)連接線(xiàn)接收所述檢波器得到的所述隧洞地基的地震波的波形圖，由所述檢測(cè)儀的顯示屏4顯示所述隧洞地基的地震波的波形圖，所述觸發(fā)能量為所述錘擊震源輸出的能量。

其中，所述錘擊震源的觸發(fā)能量的范圍為18-24磅。所述檢測(cè)系統(tǒng)中可以包括多個(gè)檢波器，每個(gè)檢波器能夠接收特定頻率的地震波，這些檢波器的特定頻率范圍為4-100Hz。所述檢測(cè)儀可以為SWS型工程勘探及工程檢測(cè)儀。

本實(shí)用新型利用上述大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)隧洞地基進(jìn)行檢測(cè)，查明隧洞地基是否存在滲透變形及不均勻沉降等問(wèn)題，為地基后續(xù)處理提供依據(jù)。如圖2所示，為了更清楚的理解所述系統(tǒng)，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種大口徑輸水隧洞地基檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，包括如下步驟：

201、設(shè)定隧洞地基的檢測(cè)范圍。

根據(jù)工程運(yùn)行情況及檢測(cè)要求確定檢測(cè)范圍，一般通過(guò)收集隧洞施工時(shí)的地質(zhì)資料和隧洞運(yùn)行期的觀測(cè)資料，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行綜合判斷。例如，在常規(guī)巡視檢查中發(fā)現(xiàn)某部位有變形或懷疑該區(qū)段有問(wèn)題，可以針對(duì)這些位置進(jìn)行檢測(cè)，或者是隧洞穿越河道段在發(fā)生洪水后，有時(shí)需要評(píng)估洪水對(duì)隧洞的影響，這時(shí)需要對(duì)穿越河道段的隧洞地基進(jìn)行檢測(cè)，比如2012年北京7.21洪水之后，為評(píng)估洪水對(duì)南水北調(diào)北京段拒馬河隧洞的影響，專(zhuān)門(mén)針對(duì)隧洞的地基進(jìn)行了檢測(cè)。

其中，為了在后續(xù)更加清晰的比較地震波的波形圖，所述檢測(cè)范圍包括疑似問(wèn)題區(qū)段和正常區(qū)段。

202、在所述檢測(cè)范圍內(nèi)，分別采用不同特定頻率的檢波器和不同試驗(yàn)參數(shù)，通過(guò)所述檢測(cè)儀采集得到所述隧洞地基的多個(gè)地震波的試驗(yàn)波形圖，所述試驗(yàn)參數(shù)包括偏移距、移動(dòng)道距、采樣時(shí)間和觸發(fā)能量，所述偏移距為所述檢波器和錘擊震源的距離，所述移動(dòng)道距為所述檢波器和錘擊震源同時(shí)移動(dòng)的距離，所述采樣時(shí)間為所述檢測(cè)儀采集地震波的時(shí)間。

其中，所述偏移距的取值范圍為2-10m，所述移動(dòng)道距的取值范圍為0.5-2m，所述采樣時(shí)間的取值范圍為0.1-1ms。

因?yàn)槊總€(gè)隧洞地基的土質(zhì)或者結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同，故在進(jìn)行隧洞地基檢測(cè)之前，分別采用不同特定頻率的檢波器和不同試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定適宜的檢波器、偏移距、移動(dòng)道距、采樣時(shí)間和觸發(fā)能量。具體包括如下步驟：

a)在所述檢測(cè)范圍內(nèi)選取一段試驗(yàn)距離，并將測(cè)線(xiàn)沿隧洞軸線(xiàn)方向設(shè)置。

所述試驗(yàn)距離覆蓋的區(qū)段也需要包括疑似問(wèn)題區(qū)段和正常區(qū)段，以便于在最終得到的試驗(yàn)波形圖中能夠清晰的分辨出具有連續(xù)性同相軸的正常區(qū)段的波形圖，以及出現(xiàn)缺失或者錯(cuò)段的疑似問(wèn)題區(qū)段的波形圖。

設(shè)置測(cè)線(xiàn)與所述隧洞軸線(xiàn)方向平行，以便保證檢波器和錘擊震源是沿著所述隧洞軸線(xiàn)方向移動(dòng)。

b)選取某一特定頻率的檢波器，分別設(shè)定偏移距、觸發(fā)能量、采樣時(shí)間和移動(dòng)道距；

c)在所述試驗(yàn)距離內(nèi)將所述檢波器沿所述測(cè)線(xiàn)固定在所述隧洞地基上；

d)根據(jù)所述偏移距，利用所述錘擊震源以所述觸發(fā)能量在所述測(cè)線(xiàn)上激發(fā)地震波；

e)通過(guò)所述檢測(cè)儀在所述采樣時(shí)間內(nèi)接收地震數(shù)據(jù)；

f)在所述試驗(yàn)距離內(nèi)，將所述錘擊震源和所述檢波器按照所述移動(dòng)道距同時(shí)移動(dòng)，并重復(fù)步驟c)-e)，通過(guò)所述檢測(cè)儀得到試驗(yàn)波形圖。

g)分別選取不同于b)中的檢波器、偏移距、觸發(fā)能量、采樣時(shí)間和移動(dòng)道距，重復(fù)步驟c)-f)。

選取某一特定頻率的檢波器，并分別設(shè)定偏移距、觸發(fā)能量、采樣時(shí)間和移動(dòng)道距，然后將所述檢波器沿所述測(cè)線(xiàn)固定在所述隧洞地基上，間隔所述設(shè)定偏移距，利用所述錘擊震源以所述觸發(fā)能量在所述測(cè)線(xiàn)上激發(fā)地震波，所述檢測(cè)儀通過(guò)所述檢波器在所述采樣時(shí)間內(nèi)接收地震數(shù)據(jù)。然后在所述試驗(yàn)距離內(nèi)，將所述錘擊震源和所述檢波器按照所述設(shè)定的移動(dòng)道距沿著所述測(cè)線(xiàn)同時(shí)移動(dòng)，并重復(fù)上述步驟繼續(xù)檢測(cè)。通過(guò)選取不同特定頻率的檢波器、偏移距、觸發(fā)能量、采樣時(shí)間和移動(dòng)道距，得到不同的試驗(yàn)波形圖，其中，所述波形圖也稱(chēng)為地震映像時(shí)序剖面。另外，所述采樣時(shí)間的選取要保證在每一次激發(fā)地震波時(shí)，采集到的地震波的波形圖為第一個(gè)波峰的波形圖。

203、比較所述多個(gè)地震波的試驗(yàn)波形圖，確定同相軸對(duì)所述隧洞反映明顯的試驗(yàn)波形圖對(duì)應(yīng)特定頻率的檢波器和設(shè)定參數(shù)為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所需的檢波器和檢測(cè)參數(shù)。

204、在所述檢測(cè)范圍內(nèi)，根據(jù)所述現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所需的檢波器和檢測(cè)參數(shù)，通過(guò)所述檢測(cè)儀采集得到所述隧洞地基的多個(gè)地震波的檢測(cè)波形圖。

具體包括如下步驟：

h)在所述檢測(cè)范圍內(nèi)，將所述現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所需的檢波器沿所述測(cè)線(xiàn)固定在所述隧洞地基上；

i)根據(jù)所述檢測(cè)參數(shù)中的偏移距，利用所述錘擊震源以所述檢測(cè)參數(shù)中的觸發(fā)能量在所述測(cè)線(xiàn)上激發(fā)地震波；

j)通過(guò)所述檢測(cè)儀在所述檢測(cè)參數(shù)中的采樣時(shí)間內(nèi)接收地震數(shù)據(jù)；

k)在所述檢測(cè)范圍內(nèi)，將所述錘擊震源和所述檢波器按照所述檢測(cè)參數(shù)中的移動(dòng)道距同時(shí)移動(dòng)；

l)重復(fù)步驟h)-k)，通過(guò)所述檢測(cè)儀采集得到檢測(cè)波形圖。

在得到所述檢測(cè)波形圖后，查看所述檢測(cè)波形圖的同相軸是否存在缺失或錯(cuò)段，若存在，則判斷存在所述缺失或錯(cuò)段的區(qū)域?qū)?yīng)的所述隧洞地基存在問(wèn)題，所述隧洞地基可能存在滲透變形或者不均勻沉降等缺陷，為后續(xù)地基處理方案的選擇及施工提供科學(xué)依據(jù)。

如圖3所示，為一處隧洞地基的檢測(cè)波形圖，從圖中可以看到左側(cè)部分存在缺失，右側(cè)部分同相軸相對(duì)連續(xù)，則所述波形圖的左側(cè)部分對(duì)應(yīng)的隧洞地基可能存在問(wèn)題。

通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例，能快速實(shí)現(xiàn)隧洞地基質(zhì)量檢測(cè)，且不破壞隧洞結(jié)構(gòu)。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。