一種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地鐵沿線道路病害精細(xì)探測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前地鐵沿線道路病害探測(cè)多采用雷達(dá)方法或鉆孔取芯方法。雷達(dá)方法為:探地雷達(dá)通過(guò)向地下發(fā)射寬頻短脈沖高頻電磁波，利用不同地下介質(zhì)的電性特性及其分界面對(duì)電磁波的反射原理，通過(guò)分析來(lái)自地下介質(zhì)的反射電磁波的振幅、相位和頻譜等運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征來(lái)分析、推斷地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)和物性特征，由于其探測(cè)深度一般在5m以內(nèi)，探測(cè)結(jié)果具有定性表征，適合城市道路淺表層病害定期排查。鉆孔取芯方法，工程量大，病害道路路面一般均為破碎體，遇水取芯成型困難，取芯很難成標(biāo)準(zhǔn)試樣，且耗資嚴(yán)重，對(duì)道路具有不同程度的破壞，影響交通正常運(yùn)行，不適合現(xiàn)代城市道路發(fā)展要求。尤其對(duì)于城市地鐵沿線道路而言，路基病害發(fā)生深度在1m左右概率更高，屬于雷達(dá)探測(cè)盲區(qū)，目前病害探測(cè)無(wú)法滿足實(shí)際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的裝置，其探測(cè)深度可以大于5m，不會(huì)對(duì)道路造成破壞，現(xiàn)場(chǎng)操作方便、快捷，探查結(jié)果精準(zhǔn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:這種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的裝置，該裝置包括無(wú)損測(cè)試裝置、微損測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)處理單元；無(wú)損測(cè)試裝置包括:正交激震檢波立體掃描裝置和數(shù)字全景窺視成像裝置；微損測(cè)試裝置包括:小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置；
[0005]正交激震檢波立體掃描裝置，配置來(lái)獲取道路松散層及脫空隱患探查圖，得到道路病害半定量結(jié)果；
[0006]數(shù)字全景窺視成像裝置，配置來(lái)向鉆測(cè)小孔中放置精密探頭，獲得路基空洞、水囊和不密實(shí)層成像半定量結(jié)果；
[0007]小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置，配置來(lái)得到鉆測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)系曲線，進(jìn)行路基土密實(shí)程度半定量判定；
[0008]數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，配置來(lái)定量結(jié)果，并校驗(yàn)正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的結(jié)果；
[0009]數(shù)據(jù)處理單元，配置來(lái)結(jié)合正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的結(jié)果和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置的定量結(jié)果，根據(jù)路基病害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，得到松散層及脫空敏感精細(xì)探查結(jié)果。
[0010]還提供了一種采用這種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的裝置的方法，包括以下步驟:
[0011](I)根據(jù)地鐵沿線道路雷達(dá)定性探測(cè)結(jié)果，確定路基疑似病害區(qū)；
[0012](2)在路基疑似病害區(qū)，利用正交激震檢波立體掃描裝置獲取道路松散層及脫空隱患探查圖，得到道路病害半定量結(jié)果；
[0013](3)采用小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置得到鉆測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)系曲線，進(jìn)行路基土密實(shí)程度半定量判定；
[0014](4)利用數(shù)字全景窺視成像裝置，向鉆測(cè)小孔中放置精密探頭，獲得路基空洞、水囊和不密實(shí)層成像半定量結(jié)果；
[0015](5)利用小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置，金剛石取芯鉆道路面層成50mm孔，采用數(shù)字孔壓靜力觸探裝置獲得路基土承載力、土類(lèi)判別與劃分定量結(jié)果；
[0016](6)根據(jù)數(shù)字孔壓靜力觸探裝置獲得的定量結(jié)果，校驗(yàn)正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的結(jié)果；
[0017](7)通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元，結(jié)合正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的結(jié)果和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置的定量結(jié)果，根據(jù)路基病害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，得到松散層及脫空敏感精細(xì)探查結(jié)果。
[0018]本發(fā)明在地鐵沿線道路雷達(dá)探測(cè)疑似病害區(qū)，采用無(wú)損和微損結(jié)合的測(cè)試技術(shù)，利用正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置、小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，獲得道路松散層及脫空隱患探查圖、路基空洞、水囊和不密實(shí)層成像圖，快速測(cè)定路基圖承載力，并判定路基土密實(shí)程度，進(jìn)而建立基于鉆探值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比的道路松散及脫空病害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)道路病害進(jìn)行分級(jí)，實(shí)現(xiàn)地鐵沿線道路病害探查從定性、半定量到定量精細(xì)判定，探測(cè)深度可以大于5m，不會(huì)對(duì)道路造成破壞，現(xiàn)場(chǎng)操作方便、快捷，探查結(jié)果精準(zhǔn)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]從圖1中可以看出，這種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細(xì)探查的裝置，該裝置包括無(wú)損測(cè)試裝置、微損測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)處理單元；無(wú)損測(cè)試裝置包括:正交激震檢波立體掃描裝置和數(shù)字全景窺視成像裝置；微損測(cè)試裝置包括:小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置；
[0021]正交激震檢波立體掃描裝置，配置來(lái)獲取道路松散層及脫空隱患探查圖，得到道路病害半定量結(jié)果；
[0022]數(shù)字全景窺視成像裝置，配置來(lái)向鉆測(cè)小孔中放置精密探頭，獲得路基空洞、水囊和不密實(shí)層成像半定量結(jié)果；
[0023]小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置，配置來(lái)得到鉆測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)系曲線，進(jìn)行路基土密實(shí)程度半定量判定；
[0024]數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，配置來(lái)定量結(jié)果，并校驗(yàn)正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的結(jié)果；
[0025]數(shù)據(jù)處理單元，配置來(lái)結(jié)合正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的結(jié)果和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置的定量結(jié)果，根據(jù)路基病害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，得到松散層及脫空敏感精細(xì)探查結(jié)果。
[0026]本發(fā)明在地鐵沿線道路雷達(dá)探測(cè)疑似病害區(qū)，采用無(wú)損和微損結(jié)合的測(cè)試技術(shù)，利用正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置、小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，獲得道路松散層及脫空隱患探查圖、路基空洞、水囊和不密實(shí)層成像圖，快速測(cè)定路基圖承載力，并判定路基土密實(shí)程度，進(jìn)而建立基于鉆探值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比的道路松散及脫空病害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)道路病害進(jìn)行分級(jí)，實(shí)現(xiàn)地鐵沿線道路病害探查從定性、半定量到定量精細(xì)判定，探測(cè)深度可以大于5m，不會(huì)對(duì)道路造成破壞，現(xiàn)場(chǎng)操作方便、快捷，探查結(jié)果精準(zhǔn)。
[0027]另外，所述正交激震檢波立體掃描裝置包括激震力電磁脈沖震源、路面檢波器、接受拖纜和激震脈沖波采樣主機(jī)。該正交激震檢波立體掃描裝置的探測(cè)深度為30m，分辨率為20cm，探測(cè)速度為1.2公里?6公里/時(shí)。
[0028]另外，所述數(shù)字全景窺視成像裝置包括直徑30mm精密探頭、控制箱和電纜。該數(shù)字全景窺視成像裝置的觀測(cè)角度360°，連續(xù)工作時(shí)間6h，裂縫、不密實(shí)層及空洞探測(cè)精度為0.1mm，探測(cè)速度為72m/h，形成局部孔壁360°平面展開(kāi)圖和虛擬三維鉆孔巖芯圖。
[0029]另外，所述小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置包括金剛石取芯鉆頭、螺旋鉆頭、鉆桿、鉆機(jī)架、液壓泵站、汽油動(dòng)力機(jī)、扭矩傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和微型計(jì)算機(jī)。該小孔數(shù)字鉆測(cè)裝置的金剛石取芯鉆道路面層成50mm孔，46mm合金螺旋