[发明专利]一种现场隧道实时围岩分级系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程测量领域，尤其涉及一种现场隧道实时围岩分级系统及方法。

背景技术

工程岩体是指岩石工程影响范围内的岩体，坚硬程度与完整程度是其固有的属性。为判断隧道围岩的稳定性，指导安全施工，提高隧道施工过程中的经济效应，实时围岩分级成为隧道工程中必不可少的一个环节。根据《工程岩体分级标准》，隧道工程多采用修正后的BQ值对隧道围岩进行分级。

在进行实施围岩分级的过程中，将大量试样取回进行室内试验是一种分级手段。但室内试验有其固有弊端。首先，室内试验无法及时得到试验数据的离散程度，导致离散度过高难以提供有效的施工及支护指导；第二，对多个隧道进行实时分级时，需取得大量试件带回室内进行试验，在地质条件相近的情况下，对试件的分组易出差错，影响到试验结果；第三，室内试验的灵活性较差，若试件测试不合格需回到原位重取试件，造成工作效率较低。

针对上述问题，亟需一种设备和方法，以加快隧道实时围岩分级的工作效率。

发明内容

本发明第一目的是提供一种现场隧道实时围岩分级系统，该装置整体结构简单，方便移动，可降低试验数据的离散度、更快速的得出围岩质量指标，提高围岩实时分级的指导效力。

本发明的第二目的是提供一种现场隧道实时围岩分级方法，该方法给了针对现场施工，如何对隧道围岩进行实施分级的过程，处理步骤简单方便。

为了达成上述目的，本发明提供的第一个技术方案：

一种现场隧道实时围岩分级系统，包括承载台，承载台承载测量尺、可对现场围岩试样进行点荷载试验的点载荷试验仪和用于确定围岩软弱结构面产状的地质罗盘，测量尺、点载荷试验仪与地质罗盘可拆卸设置于承载台，承载台与用于带动承载台移动的移动部件连接。

上述围岩分级系统因移动部件的设置，带动承载台的移动，进而带动测量工具移动到现场，承载台上设置用于对隧道围岩进行测量的点载荷试验仪和地质罗盘等，通过测量件对隧道围岩获得岩体基本质量指标，提高了隧道围岩分级工作的效率和灵活性，能够对隧道掌子面附件岩体分级得到实时的反馈，有效保障施工安全性，提高工程的经济效应。

为了对掌子面隧道围岩进行定性划分，所述承载台还承载手锤和照明灯，照明灯在灯光条件不足的情况下进行使用，照明灯自备电源蓄电池。

所述承载台表面开有置物槽，置物槽为凹槽设于承载台上，所述地质罗盘设于置物槽内，为了更好地对地质罗盘、手锤等的固定，凹槽的形状根据地质罗盘、手锤和照明灯的形状进行设置，这样置物槽可以设置有多个，在每个置物槽内部设置橡胶垫，保证缓冲作用，避免对地质罗盘、手锤等造成振荡损坏；或者，置物槽设置一个，置物槽内设置多个隔板，由隔板对各个部件的位置进行限定。

在本发明第二实施例中，所述承载台表面设置竖杆，在竖杆顶部设置挂钩，所述地质罗盘、手锤和照明灯通过挂钩挂于竖杆上，避免承载台在移动过程中，照明灯或者手锤的意外脱落。

所述承载台的一侧呈框型的方向把手，方向把手竖直设置，高度在60cm～80cm之间以便于手持，方向把手顶部弯折设置，弯折方向朝向承载台外部设置。

为了对点载荷试验仪进行固定，所述点载荷试验仪的底部安装有钢板，钢板尺寸大于点载荷试验仪的尺寸，钢板通过紧固件与所述承载台固定，紧固件为螺栓，在承载台上设置螺栓孔。

为了对测量尺进行固定，所述测量尺焊接固定于所述承载台上表面且靠近承载台的边缘设置，所述测量尺设于所述点载荷试验仪的一侧，为方便测量，测量尺可通过支架设于承载台上，具有设定的高度。

所述移动部件设置自锁机构，若移动部件是万向轮，则万向轮为可锁止的万向轮，当然移动部件也可以是其他的如履带。

本发明提供的第二方案是：

一种现场隧道实时围岩分级方法，该方法的具体步骤如下：

1)通过锤击及肉眼观测，对掌子面附近围岩进行定性划分，确定地下水状态修正系数K1，并记录地下水状态修正系数K1，最好记录于计算机中便于进行数据分析；

2)统计体积节理数Jv、结构面组数Jn和岩体完整性系数Kv，三者根据《公路隧道设计细则》表6.2.5-2确定，用地质罗盘测量软弱结构面产状，确定软弱结构面产状影响修正系数K2，并记录软弱结构面产状影响修正系数K2于计算机中；

3)根据《公路隧道设计细则》及施工设计图纸相关资料确定初始地应力状态修正系数K3，并记录至计算机；