[发明专利]隧道围岩松动圈的声波法测试方法

说明书

本发明提供了一种隧道围岩松动圈的声波法测试方法。包括：在隧道围岩中打设测试钻孔，将注浆式囊袋设置在钻孔的上下内壁上，将封孔管放入所述钻孔内，在封孔管的外壁上设置溢浆口、出浆口，将测试仪器从封孔管内穿过，通过出浆口向注浆式囊袋中注入浆液，待注浆式囊袋内浆体达到特定强度后；再将浆液经溢浆口注入，向封孔管中注水，待水体注满整个钻孔后，利用水体作为耦合剂利用测试仪器向隧道围岩隧道围岩发射声波，根据隧道围岩的反射波速变化情况，确定隧道围岩松动圈的范围大小。本发明针对复杂地质、高地应力区以及松散破碎围岩，提出了一种声波法隧道围岩松动圈的测试方法，通过封孔管提高堵水效果、护孔段保证钻孔稳定。

技术领域

本发明涉及隧道施工过程围岩松动圈声波法测试技术领域，尤其涉及一种隧道围岩松动圈的声波法测试方法。

背景技术

近年来随着基础设施及交通运输工程的大力发展，越来越多的地下工程建设向深埋、高地应力等复杂的地质环境迈进。因此地下工程岩体变形机理越发复杂，岩体变形越发加剧、初支破坏也愈发严重，造成地下工程地质灾害事故频发，严重影响着地下工程建设的快速发展。然而地下工程岩体松动圈测试是认识岩体变形规律、支护结构设计等方面的重要途径，对地下工程的安全评价、施工方法以及支护措施的选择等方面具有重要的意义。

围岩松动圈是地下工程结构稳定性评价及支护结构设计的重要参数和依据。针对传统的声波法松动圈测试试验，由于需要水作为耦合介质，因此在对地下工程拱部岩体松动圈测定的过程中，存在注水困难、堵水困难等问题，通常无法实现对工程岩体的全轮廓松动圈有效测试。并且，对于同一钻孔无法对其进行重复利用，不能对地下工程岩体施工工程中的开挖扰动，岩体松动圈拓展过程进行同一钻孔动态跟踪监测。因此，缺少大量有助于实现地下工程支护结动态设计理念、非对称性设计的重要基础性参数，制约着对地下工程岩体变形成因机制的认识，影响着地下工程建设的快速发展。

目前，现有技术中对于地下工程岩体松动圈测试主要采用声波法测试技术，根据测试获得的岩体反射波速来确定松动圈的厚度。但是对于节理裂隙发育、软弱破碎围岩以及高地应力的地质环境，测试钻孔成孔相对较为困难，塌孔堵孔严重，影响着声波法松动圈测试技术的应用范围。同时针对声波法松动圈测试技术采用水体作为耦合剂，在对地下工程拱部岩体松动圈测试的过程中，往往堵水困难，难以注满这个测试钻孔，造成测试结果失真。

发明内容

本发明的实施例提供了一种隧道围岩声波法松动圈测试配套试验装置及方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种隧道围岩松动圈的声波法测试方法，包括：

在隧道围岩中打设测试钻孔，将注浆式囊袋设置在所述钻孔的上下内壁上，将封孔管放入所述钻孔内，在所述封孔管的外壁上设置溢浆口、出浆口，所述出浆口位于注浆式囊袋的邻近位置，所述溢浆口位于相邻的注浆式囊袋之间的间隔中；

将测试仪器从封孔管内穿过，通过出浆口向注浆式囊袋中注入浆液，形成由注浆囊袋、封孔管以及钻孔壁构成的局部封闭空间，待注浆式囊袋内浆体达到特定强度后；再将浆液经溢浆口注入到所述局部封闭空间中，向所述封孔管中注水，待水体注满整个钻孔后，利用水体作为耦合剂利用测试仪器向隧道围岩隧道围岩发射声波，根据隧道围岩的反射波速变化情况，确定隧道围岩松动圈的范围大小。

优选地，将多个注浆式囊袋蜂窝式分段设置在钻孔的上下内壁上，将囊袋压环设置在每段注浆式囊袋的两端，在封孔管的外壁上设置溢浆口、出浆口，出浆口位于每段注浆式囊袋的中部设置，溢浆口位于溢浆段中，溢浆段位于相邻的两段注浆式囊袋之间的间隔中，每段注浆式囊袋都与封孔管的外壁接触。