高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法技術

本發明專利技術涉及一種高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法，依次通過高壓富水斷層勘探準備、高壓富水斷層工程地質巖土的鉆孔處理、富水斷層工程地質巖土的高壓處理后的數據采集、遙感量化傳輸控制步驟的特殊設計和相關參數的特殊優化，克服現有技術中環境復雜、條件艱苦地方的工程地質巖土、以及凍土沉降無法遙測、靜力觸探不能解決的勘探深度以及精確探測，實現了不同結構和狀態參數的富水斷層工程地質巖土的高壓處理后的數據采集，達到了動態、高速、精確的實時采集以及勘察的實時精確控制較好技術效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地質及巖土工程等勘察
，尤其涉及一種。
技術介紹
隨著我國交通建設的快速發展，隧道工程將可能經常遭遇高壓富水區域斷層，高壓富水區域斷層一般規模宏大，斷層內巖體破碎，加之高壓富水的影響，隧道施工過程中極易發生大規模突水、突泥(石)現象，導致人員傷亡，嚴重影響隧道施工及運營安全。日前，針對隧道穿越高壓富水區域斷層一般按照“以堵為主”的原則，采用超前全斷面注漿法對斷層破碎帶進行加固及堵水，在隧道周邊形成注漿加固圈來抵抗強大的水土壓力，以防止隧道開挖過程中發生突水、突泥(石)現象，避免對隧道施工造成影響。現有技術完全靠注漿加固圈來抵抗隧道開挖施工過程中的強大水土壓力，一方面注漿加固范圍大，一般為I 2倍隧道洞徑，注漿孔數量多，加之在高壓水條件下注漿工藝復雜，施工時間長；另一方面由于注漿加固效果受地層不均一性、材料選擇和技術水平的影響較大，在工程實施過程中易出現注漿盲區，高壓富水斷層中的破碎巖體在高水壓作用下極易擊穿注漿盲區，產生突水、突泥(石)現象，隧道施工存在極大的安全隱患，不利于隧道的安全施工。目前，在地質及巖土工程等勘察中，通常采用的界面識別方法為鉆探，其識別技術方法如靜力觸探試驗(cone penetration test:CPT)、圓錐動力觸探(dynamicpenetration test:DPT)、標準貫入試驗(standard penetration test:SPT)及巖石可鉆性試驗(rockdrillability test:RDT)等。在鉆孔過程中，為了獲取地層剖面,需要進行鉆孔編錄、取樣、地質分析、土工及巖石力學等大量試驗，工作量大，耗時長，費用高。據統計，在國內外地基鉆孔勘探中，純鉆孔時間在整個鉆孔勘探中的耗時比例不到30%，鉆孔勘探費用一般占整個工程建設費用的15% 28%。在國際巖土工程領域，英、法、日、美、加拿大及俄羅斯等針對地質勘探方法和巖土工程鉆探方法的不足，一直在探索一種簡單、有效的方法來獲取有關地層的工程信息。儀器鉆進系統應運而生。ENPAS0L、PAPERO, Kajima、KYPC, HDK及DPM等儀器鉆進系統在鉆孔過程中雖然可以對鉆機運行參數如鉆機工作壓力、鉆頭位移、轉數及扭矩進行自動監測，但存在如下問題:(1)提取純鉆進子過程數據相當復雜，只能進行簡單地層的判層；(2)不能對鉆頭破碎巖石的力學過程進行監測，數據后處理工作量大、繁雜，不能進行實時判層。目前現有技術中，基于鉆頭沖擊或旋轉破碎巖石的原理，利用采集鉆孔機或鉆探機的鉆進工作參數、振動及鉆桿中的應力波，并對鉆進地層進行識別和力學分級，同時，通過壓力、溫度、燃料耗量及流量對鉆機進行故障診斷和管理。在許多情況下，眾所周知的無線技術包括將該物體連接到射頻識別(RFID)設備，該設備存儲了該物體相關信息的并將這些信息無線傳輸到一個電子讀取裝置以響應無線詢問。存儲在RFID器件上的信息的類型包括，例如，唯一識別信息、狀態和數據等。目前，一個眾所周知的RFID器件類型包括天線和安置在天線上的集成電路(IC)芯片，IC芯片已被編程以儲存所需信息。當接收到詢問信號時，IC芯片將所述已編程信息轉換成對應的電磁信號，該信號通過天線以無線射頻波傳播。典型地，多個上面所描述類型的RFID器件被制造在公共的載體連結板上，RFID器件的天線安置在載體連結板上，IC芯片安置在他們各自的天線上。單個RFID器件和它的下層部分載體連結板的組合在本領域通常被稱作RFID嵌體。現階段，RFID器件的測試的典型實施是通過一個或者兩個不同的測試技術，也就是短距離測試和長距離測試。這兩種測試技術反映了存在于天線周圍區域電磁物理性質的不同。在一天線的周圍有三個普遍接受的區域，也就是(i)反應近場(天線影響區域從零距離到大約R <= e/2 (在915MHz， 52mm))，(ii)輻射近場區域(此處R > e/2且R< 2D~2/ e，此處D是天線孔徑最大尺寸)，和(iii)輻射遠場區域(此處R> 2D~2/ e )。短距離測試包括反應近場內的測試，長距離測試包括輻射近場或者輻射遠場內的測試。總之，長距離測試對現實生活應用可能更真實，其中RFID器件可能被應用到一個物體并然后在輻射近場或者遠場區域內被詢問。長距離測試的一個問題是，因為共同載體連結板上RFID器件彼此之間很接近，測試器發射的詢問信號常常引起多個鄰近RFID器件的響應，許多這種響應都會同時被測試器探測到。因為當前沒有方法使響應RFID器件的響應與響應RFID器件的物理位置相關聯(因為RFID器件的唯一標識符常常不遵循特別的順序并且事實上是隨機的)，即使閱讀器知道存在有缺陷的設備，仍然沒有方法知道響應設備中的哪個是檢測到的有缺陷的設備。針對目前隧道施工時地下水排放采用“以排為主”的原則；對于隧道穿過巖溶、斷裂破碎帶，預計地下水較大，當采用以排為主而影響生態環境時，我們采用“以堵為主，限量排放”的原則，達到堵水有效、防水可靠、環保、經濟合理的目的。帷幕注漿加止漿墻的方法是目前解決復雜的地下涌水、斷層破碎帶施工、避免隧道地質災害的一種有效措施。在隧道施工中通過利用配套的機械設備，采用注漿泵、注漿孔將適宜的漿液材料壓入地層裂隙之中，用漿液顆粒充填出水裂隙，實施超前帷幕預注漿施工，改善地層原有的透水特性，在隧道開挖線外一定范圍制造截水帷幕，以達到改善巖層(土)性能、降低地層透水系數，限制或阻斷水流，達到注漿堵水的目的，為隧道掘進施工提供條件。帷幕注漿加止漿墻是目前解決復雜的地下涌水、斷層破碎帶施工、避免隧道突水、突泥等地質災害的一種有效措施。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種自動化連續探測、監控以及智能勘察的，克服解決了現有技術中的:環境復雜、條件艱苦地方的工程地質巖土、以及凍土沉降無法遙測，還解決靜力觸探不能解決的勘探深度問題，尤其是深度的精確探測，通過不同傳感器的獨特設置，實現了不同結構和狀態參數的富水斷層工程地質巖土的高壓處理后的數據采集，很好的實現了動態、高速、精確的實時采集，從而通過獨特的遙感量化傳輸實現了勘察的實時精確控制，該同時還實現了環境復雜、條件艱苦地方的巖土工程變形遙測，也適用于有毒、放射、污染等危險環境、高放射場地的工業變形監測和遠程監控；是一種有效且勘察精度準確可靠的。因而，該遙感量化勘察方法不僅對復雜條件下施工和運營過程中復雜的高壓富水斷層工程地質巖土的變形監測具有顯著的優點，也可運用于基坑開挖、地下礦山開采等的巖土工程變形監測領域。為實現上述目的，本專利技術是通過以下技術方案實現的: 本專利技術的一種，其特征在于，該依次采用如下步驟:高壓富水斷層勘探準備、高壓富水斷層工程地質巖土的鉆孔處理、富水斷層工程地質巖土的高壓處理后的數據采集、遙感量化傳輸控制步驟。作為效果顯著的優選技術方案: 其中，高壓富水斷層勘探準備步驟:查閱勘察資料，對工程區的地質巖土情況進行較全面的了解，通過對前期資料的分析，并結合已獲取的工程巖體結構參數、工程巖體結構面信息和工程巖體結構狀態分析得出斷層參數，總體上把握斷層的分布；再通過紅外探測儀短距離探測斷層附近的富水區域分布，上述短距離探測分為三個探測長度進行探測，第一探測長度為4 6米，第二探本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法，其特征在于，該高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法依次采用如下步驟：所述高壓富水斷層勘探準備、高壓富水斷層工程地質巖土的鉆孔處理、富水斷層工程地質巖土的高壓處理后的數據采集、遙感量化傳輸控制步驟。

【技術特征摘要】
1.一種高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法，其特征在于，該高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法依次采用如下步驟:所述高壓富水斷層勘探準備、高壓富水斷層工程地質巖土的鉆孔處理、富水斷層工程地質巖土的高壓處理后的數據采集、遙感量化傳輸控制步驟。2.根據權利要求1所述的一種高壓富水斷層工程地質巖土的遙感量化勘察方法，其特征在于，高壓富水斷層勘探準備步驟:查閱勘察資料，對工程區的地質巖土情況進行較全面的了解，通過對前期資料的分析，并結合已獲取的工程巖體結構參數、工程巖體結構面信息和工程巖體結構狀態分析得出斷層參數，總體上把握斷層的分布；再通過紅外探測儀短距離探測斷層附近的富水區域分布，上述短距離探測分為三個探測長度進行探測，第一探測長度為4 6米，第二探測長度為7 9m，第三探測長度為11 13m ;上述紅外探測儀內置有對應的第一探測長度測試裝置、第二探測長度測試裝置、第三探測長度測試裝置，其用于讀取和寫入定位在第一、第二、第三探測長度對應探測位置的RFID器件的標識符，其中，第一、第二、第三探測長度對應探測位置的三個RFID器件順序依次與紅外探測儀保持實時同步移動；高壓富水斷層工程地質巖土的鉆孔處理步驟:先進行布孔，根據工程地質巖土的地形外貌，均勻選取若干個不同高度處，在每個高度處均勻施作6或9個作為地質巖土探孔，所述6或9個的地質巖土探孔為正三角形布置，所述地質巖土探孔之間的最短間距為1.6m，上述地質巖土探孔采用大口徑水平成孔鉆機向前方通過鉆探進行驗證，鉆探長度為55m，其中，上述大口徑水平成孔鉆機包括鉆機工作控制臺和鉆機本體，所述鉆機本體包括高強機械葉片組合塔式鉆頭和鉆桿系統，所述鉆桿系統包括高壓旋轉密封裝置、糾正導正裝置和高壓高速旋轉鉆桿，每鉆探5m時，通過第一高壓水射流噴嘴對探孔進行冷卻清潔，所述高強機械葉片組合塔式鉆頭的前端設置有三個第二高壓水射流噴嘴，所述三個第二高壓水射流噴嘴成正三角形分布，所述三個第二高壓水射流噴嘴都依次經由高壓高速旋轉鉆桿內腔、高壓軟管、高壓水 泵與水箱進行...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李汞，姚建業，張慶鵬，杜建中，羅學鋒，張敏，吳海軍，陳燁，
申請(專利權)人：福建巖土工程勘察研究院，
類型：發明
國別省市：