利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法,通過以下步驟實(shí)施：第一，建立基準(zhǔn)點(diǎn)，測繪滑坡體；第二，根據(jù)預(yù)判的結(jié)果，布置測試導(dǎo)洞；第三，在導(dǎo)洞內(nèi)布設(shè)激發(fā)源、接收源檢波器；第四，進(jìn)行測試；第五，成果匯總；第六，成果解譯與整理；第七，施工勘探孔進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證與修正；根據(jù)前一階段得到的潛在滑裂面，施工勘探孔進(jìn)行驗(yàn)證；第八，對初步探測結(jié)果進(jìn)行更正和完善，判斷滑、邊坡安全性，做出最終結(jié)論。本發(fā)明具有易學(xué)易用、操作方便、結(jié)果穩(wěn)定、相對準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)方法等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用隧道地質(zhì)層析成像超前預(yù)報(bào)(TRT)技術(shù)探測滑、邊坡潛在滑裂面的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國幅員遼闊，地理環(huán)境、地質(zhì)條件復(fù)雜，自然變異強(qiáng)烈，各種地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，已成為世界上地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家之一，其中以滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害最為典型。存在滑、邊坡危害的地區(qū)占全國總面積的25%以上，每年因滑、邊坡造成的經(jīng)濟(jì)損失在150億元以上?；?、邊坡地質(zhì)災(zāi)害危害對象廣泛，治理費(fèi)用昂貴，部分滑、邊坡已嚴(yán)重影響到人們的生活和財(cái)產(chǎn)安全。在全國鐵路沿線分布的大中型滑、邊坡達(dá)一千余處，平均每年中斷交通運(yùn)輸44次。部分滑、邊坡規(guī)模巨大，長寬綿延數(shù)百米甚至上千米，體積達(dá)到數(shù)百萬至數(shù)千萬立方米。
[0003]目前，關(guān)于滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害的研究工作和專利有一些，如侯岳峰等人發(fā)明的一種監(jiān)測滑坡滑動(dòng)面位移變形的裝置及方法，沈強(qiáng)等人發(fā)明的基于現(xiàn)場直剪試驗(yàn)的滑坡滑動(dòng)面力學(xué)參數(shù)計(jì)算方法，孟祥躍等人發(fā)明的測量滑坡滑動(dòng)面位置與滑動(dòng)量的方法及裝置等。但是針對滑、邊坡預(yù)報(bào)的成熟方法尚未出現(xiàn)，傳統(tǒng)的滑、邊坡預(yù)測預(yù)報(bào)工作多數(shù)基于工程地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，憑借工程師、專家主觀經(jīng)驗(yàn)來預(yù)報(bào)滑、邊坡，存在以下諸多問題:
(I)傳統(tǒng)的滑、邊坡預(yù)測預(yù)報(bào)工作不是一個(gè)普通工程技術(shù)人員所能勝任的工作，需要由經(jīng)驗(yàn)非常豐富的老工程師或?qū)＜襾硗瓿?。但是?jīng)驗(yàn)豐富的工程師和專家很少，而我國存在有大量的滑、邊坡，這是一個(gè)突出的矛盾，嚴(yán)重地制約我國滑、邊坡預(yù)報(bào)工作的進(jìn)行。
[0004](2)預(yù)報(bào)結(jié)果的矛盾性顯著。傳統(tǒng)的滑、邊坡預(yù)測預(yù)報(bào)工作是基于專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，不同專家的知識經(jīng)驗(yàn)不同，對于同一個(gè)滑、邊坡，有可能得出截然相反的結(jié)論，而且這種特征非常明顯。
[0005](3)預(yù)報(bào)結(jié)果的可靠性差。由于地質(zhì)歷史的原因，滑、邊坡地質(zhì)體里面的巖、土層情況復(fù)雜多變，且具有明顯的地域性特征。對于看不見摸不著的地層信息，完全由專家憑借經(jīng)驗(yàn)來判斷，預(yù)報(bào)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性大打折扣，同時(shí)不可避免的受到專家主觀隨意性影響。
[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明充分借鑒隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中TRT技術(shù)的成功應(yīng)用，提出利用TRT技術(shù)來預(yù)報(bào)滑、邊坡災(zāi)害的方法來解決傳統(tǒng)預(yù)報(bào)工作的缺陷，在滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)工作中具有明顯的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法，以克服現(xiàn)有滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)方法的缺陷，實(shí)現(xiàn)易學(xué)易用、操作方便、結(jié)果穩(wěn)定、相對準(zhǔn)確的滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的技術(shù)方案，通過以下步驟實(shí)施:
第一，建立基準(zhǔn)點(diǎn)，測繪滑坡體；建立坐標(biāo)系，進(jìn)行測繪，繪出滑坡體各個(gè)剖面的坡面形狀，預(yù)判滑坡體可能的滑裂面；
第二，根據(jù)預(yù)判結(jié)果，布置測試導(dǎo)洞；導(dǎo)洞走向盡量與滑坡體走向平行，導(dǎo)洞數(shù)量滿足測試精度和結(jié)果可靠性的要求，盡量能夠覆蓋整個(gè)滑、邊坡，從而實(shí)現(xiàn)全面了解滑、邊坡內(nèi)部信息的目的；
第三，在導(dǎo)洞內(nèi)布設(shè)激發(fā)源、接收源檢波器；布設(shè)完畢，測量人員測量各點(diǎn)坐標(biāo)；
第四，進(jìn)行測試；操作人員通過遠(yuǎn)程模塊，建立基站，連接電腦，檢查系統(tǒng)是否正常工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
第五，成果匯總；將采集的結(jié)果進(jìn)行匯總，根據(jù)坐標(biāo)建立三維地質(zhì)模型；
第六，成果解譯與整理；由建立的三維地質(zhì)模型及結(jié)果進(jìn)行解釋與評價(jià)，判斷潛在的滑裂面，分析邊坡的安全性；
第七，施工勘探孔進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證與修正；根據(jù)前一階段得到的潛在滑裂面，施工勘探孔進(jìn)行驗(yàn)證；
第八，對初步探測結(jié)果進(jìn)行更正和完善，判斷滑、邊坡安全性，做出最終結(jié)論。
[0009]所述導(dǎo)洞建造在滑、邊坡地質(zhì)體上，平面走向平行于滑、邊坡走向，截面形狀為馬蹄形，大小滿足測試人員進(jìn)出即可。
[0010]距導(dǎo)洞末端2m范圍內(nèi)布設(shè)激發(fā)源，距離激發(fā)源10-20m范圍外布設(shè)接收源檢波器，激發(fā)源、接收源檢波器數(shù)量由測試設(shè)備決定。
[0011]所述施工勘探孔進(jìn)行驗(yàn)證是在滑、邊坡地質(zhì)體上布置若干勘探孔，取樣分析巖土體信息，并與初步結(jié)果進(jìn)行對比，修改和完善初步結(jié)果。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
(I)TRT設(shè)備操作簡單，易學(xué)好用，容易上手；利用TRT技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)，對工程人員的要求相對而言較低，普通專業(yè)人士經(jīng)過培訓(xùn)均可進(jìn)行操作，降低了滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)對于經(jīng)驗(yàn)豐富專家的依賴程度。
[0013](2 )利用TRT技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)，結(jié)論可靠穩(wěn)定。不同的人員、探測設(shè)備得出的結(jié)論大致相同，不會(huì)出現(xiàn)截然相反的結(jié)論。同時(shí)，有效地排除個(gè)人主觀隨意性，探測結(jié)果相對更精確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)整體剖面圖。
[0015]圖2是本發(fā)明測試導(dǎo)洞接收源、激發(fā)源布置斷面圖。
[0016]圖3是本發(fā)明測試導(dǎo)洞接收源、激發(fā)源俯視圖。
[0017]圖4是本發(fā)明測試導(dǎo)洞接收源、激發(fā)源側(cè)視圖。
[0018]圖5是本發(fā)明的實(shí)施步驟流程圖。
[0019]圖中編號:1.滑、邊坡地質(zhì)體，2.潛在滑裂面，3.導(dǎo)洞，4.勘探孔，5.接收源檢波器，6.激發(fā)源，7.滑坡床.8.探測范圍，9.虛擬掌子面。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案及原理是:
滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的根源在于滑坡體內(nèi)存在潛在滑裂面，成功預(yù)報(bào)滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生關(guān)鍵在于精確探測滑、邊坡體內(nèi)潛在滑裂面的位置和特點(diǎn)，并進(jìn)行驗(yàn)證。所述潛在滑裂面一般為軟弱破碎帶，通常位于不同介質(zhì)分界面位置，潛在滑裂面上下介質(zhì)的反射系數(shù)存在差異。所述反射系數(shù)的差異可采用TRT技術(shù)，利用在滑、邊坡體上人為構(gòu)造的導(dǎo)洞，由TRT設(shè)備測出并給出探測結(jié)果；所述探測結(jié)果由工程師進(jìn)行解譯，給出潛在滑裂面的位置，判斷、分析得出潛在滑裂面的物質(zhì)組成及特征。所述預(yù)報(bào)結(jié)果的驗(yàn)證工作由工程師采用勘探手段，施工勘探孔，取樣分析進(jìn)行，并對初步探測的結(jié)果進(jìn)行修正和確認(rèn)，給出最終的結(jié)果，做出滑、邊坡是否滑落的結(jié)論。參見圖5。
[0021]所述導(dǎo)洞，建造在滑、邊坡地質(zhì)體上，平面走向平行于滑、邊坡走向，截面形狀為馬蹄形，大小滿足測試人員進(jìn)出即可。
[0022]所述TRT技術(shù)，設(shè)備采用TRT系列專用設(shè)備(如TRT6000);距導(dǎo)洞末端2m范圍內(nèi)布設(shè)激發(fā)源，距離激發(fā)源10-20m范圍外布設(shè)接收源檢波器，激發(fā)源、接收源檢波器數(shù)量由測試設(shè)備決定(圖示分別為6個(gè)、10個(gè))；所述成果解譯由專業(yè)工程師進(jìn)行，建立三維地質(zhì)模型，判斷潛在滑裂面，初步分析滑、邊坡的安全性。
[0023]所述驗(yàn)證階段的勘探工作，由工程師在滑、邊坡地質(zhì)體上布置若干勘探孔，取樣分析巖土體信息，并與初步結(jié)果進(jìn)行對比，修改和完善初步結(jié)果，評價(jià)滑、邊坡的穩(wěn)定性，做出最終結(jié)論。
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
參照圖1，滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的根源在于滑坡體內(nèi)存在潛在滑裂面2，成功預(yù)報(bào)滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生關(guān)鍵在于精確探測滑、邊坡體內(nèi)潛在滑裂面2的位置、特點(diǎn)，并進(jìn)行驗(yàn)證。所述潛在滑裂面2 —般為軟弱破碎帶，通常位于不同介質(zhì)分界面位置，潛在滑裂面2上下介質(zhì)的反射系數(shù)存在差異。所述反射系數(shù)的差異可采用TRT技術(shù)，利用在滑、邊坡體上人為構(gòu)造的導(dǎo)洞3，由TRT設(shè)備測出并給出探測結(jié)果；所述探測結(jié)果由工程師進(jìn)行解譯，給出潛在滑裂面2的位置，判斷、分析得出潛在滑裂面2的物質(zhì)組成及特征。所述預(yù)報(bào)結(jié)果的驗(yàn)證工作由工程師采用勘探手段，施工勘探孔4，取樣分析進(jìn)行，并對初步探測的結(jié)果進(jìn)行修正和確認(rèn)，給出最終的結(jié)果，做出滑、邊坡是否滑落的結(jié)論。
[0025]所述導(dǎo)洞3，建造在滑、邊坡地質(zhì)體I上，平面走向平行于滑、邊坡走向，截面形狀為馬蹄形，大小滿足測試人員進(jìn)出即可。
[0026]參照圖2、圖3和圖4，所述TRT技術(shù)，設(shè)備采用TRT系列專用設(shè)備(如TRT6000)；距導(dǎo)洞3末端2m范圍內(nèi)布設(shè)激發(fā)源6，距離激發(fā)源10-20m范圍外布設(shè)接收源檢波器5，激發(fā)源6、接收源檢波器5數(shù)量由測試設(shè)備決定(圖示分別為6個(gè)、10個(gè))；所述成果解譯由專業(yè)工程師進(jìn)行，建立三維地質(zhì)模型，判斷潛在滑裂面2，初步分析滑、邊坡的安全性。
[0027]所述驗(yàn)證階段的勘探工作，由工程師在滑、邊坡地質(zhì)體I上布置若干勘探孔4，取樣分析巖土體信息，并與初步結(jié)果進(jìn)行對比，修改和完善初步結(jié)果，評價(jià)滑、邊坡的穩(wěn)定性，做出最終結(jié)論。
[0028]利用TRT技術(shù)對滑、邊坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)，通過以下步驟實(shí)施:
第一，建立基準(zhǔn)點(diǎn)，測繪滑坡體。組織工程師進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，搜集有用信息，預(yù)判滑坡體潛在滑裂面2，建立坐標(biāo)系，進(jìn)行測繪。
[0029]第二，布置測試導(dǎo)洞3。由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師對根據(jù)預(yù)估的結(jié)果，布置測試導(dǎo)洞3。導(dǎo)洞3的走向盡量與滑坡體走向平行，導(dǎo)洞3的數(shù)量滿足要求，盡量能夠覆蓋整個(gè)滑、邊坡，從而實(shí)現(xiàn)全面了解滑、邊坡內(nèi)部信息的目的。
[0030]第三，導(dǎo)洞3、激發(fā)源6、接收源檢波器5方案設(shè)計(jì)，布設(shè)完畢，測量人員測量各點(diǎn)坐標(biāo)。
[0031 ] 第四，進(jìn)行測試。操作人員安裝接收源檢波器5及遠(yuǎn)程模塊，建立基站，連接電腦，檢查系統(tǒng)是否正常工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0032]第五，成果匯總。將采集的結(jié)果進(jìn)行匯總，根據(jù)坐標(biāo)建立三維地質(zhì)模型。
[0033]第六，成果解譯與整理，由建立的三維地質(zhì)模型及結(jié)果進(jìn)行解釋與評價(jià)，:測試的結(jié)果多為顏色不同的三維圖像，圖像上散點(diǎn)集中的范圍區(qū)域多為破碎帶，相鄰區(qū)域顏色相對突變越明顯的區(qū)域，越是地層軟弱分界面，顏色越深的區(qū)域越有可能是水或泥沙匯集的區(qū)域，由此判斷潛在的滑裂面，分析邊坡的安全性。
[0034]第七，施工勘探孔4進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證與修正。根據(jù)前一階段得到的潛在滑裂面，施工勘探孔進(jìn)行驗(yàn)證。
[0035]第八，對初步探測結(jié)果進(jìn)行更正和完善，判斷滑、邊坡安全性，做出最終結(jié)論。
[0036]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)型式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法，通過以下步驟實(shí)施: 第一，建立基準(zhǔn)點(diǎn)，測繪滑坡體:建立坐標(biāo)系，進(jìn)行測繪，繪出滑坡體各個(gè)剖面的坡面形狀，預(yù)判滑坡體可能的滑裂面； 第二，根據(jù)預(yù)判結(jié)果，布置測試導(dǎo)洞:導(dǎo)洞走向盡量與滑坡體走向平行，導(dǎo)洞數(shù)量滿足測試精度和結(jié)果可靠性的要求，盡量能夠覆蓋整個(gè)滑、邊坡，從而實(shí)現(xiàn)全面了解滑、邊坡內(nèi)部信息的目的； 第三，在導(dǎo)洞內(nèi)布設(shè)激發(fā)源、接收源檢波器；布設(shè)完畢，測量人員測量各點(diǎn)坐標(biāo)； 第四，進(jìn)行測試:操作人員通過遠(yuǎn)程模塊，建立基站，連接電腦，檢查系統(tǒng)是否正常工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集； 第五，成果匯總:將采集的結(jié)果進(jìn)行匯總，根據(jù)坐標(biāo)建立三維地質(zhì)模型； 第六，成果解譯與整理:由建立的三維地質(zhì)模型及結(jié)果進(jìn)行解釋與評價(jià)，判斷潛在的滑裂面，分析邊坡的安全性； 第七，施工勘探孔進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證與修正:根據(jù)前一階段得到的潛在滑裂面，施工勘探孔進(jìn)行驗(yàn)證； 第八，對初步探測結(jié)果進(jìn)行更正和完善，判斷滑、邊坡安全性，做出最終結(jié)論。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法，所述導(dǎo)洞建造在滑、邊坡地質(zhì)體上，平面走向平行于滑、邊坡走向，截面形狀為馬蹄形，大小滿足測試人員進(jìn)出即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法，距導(dǎo)洞末端2m范圍內(nèi)布設(shè)激發(fā)源，距離激發(fā)源10-20m范圍外布設(shè)接收源檢波器，激發(fā)源、接收源檢波器數(shù)量由測試設(shè)備決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行滑、邊坡預(yù)報(bào)的方法，所述施工勘探孔進(jìn)行驗(yàn)證是在滑、邊坡地質(zhì)體上布置若干勘探孔，取樣分析巖土體信息，并與初步結(jié)果進(jìn)行對比，修改和完善初步結(jié)果。
【文檔編號】G01V9/00GK103852806SQ201410112645
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】郭恒, 肖淑華, 宋福淵, 胡賀祥, 油新華, 白晨光, 許國光 申請人:中國建筑股份有限公司