CN105220694B - 一种工程抛石量估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程抛石量估算方法，该抛石量估算方法基于地质雷达探测技术和CAD软件操作技术，主要包括以下操作步骤：1.确定介电常数；2.地质雷达探测；3.解译地质雷达成果图；4.雷达检测成果图CAD处理；5.查看抛石体断面面积；6.计算抛石体积。本发明实现无损、低成本、高效率、较精确地估算抛石用量，整个计算流程简单易懂，可广泛应用于路基、围堰、防波堤等实际工程检测工作中。
Description
技术领域
发明涉及一种工程抛石量估算方法，属于工程中抛石管理技术领域。
背景技术
目前，爆破挤淤作为软基处理的施工方法广泛用于围堰、防波堤等工程，该方法具有施工工期短、抛石体较密实、整体稳定性好等优点。在此类工程中需要消耗大量的抛石，具体抛石量的计算在竣工结算中一直是一个难题，传统计算方法有钻孔法和体积平衡法。其中钻孔法是通过在选定测点钻孔测量抛石深度，钻孔法单个钻孔造价太高，一般只选几个点钻孔，导致计算结果误差太大，效率较低。体积平衡法是根据抛石运输车运输的方量换算得到相应抛石量，这种方法累计误差较大且会出现各方统计结果不同造成矛盾。因此，需要开发一种在工程中较为精确的抛石用量的估算方法，实现在工程中低成本、高效率、较精确地估算抛石用量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在工程中无损、低成本、高效率、较精确地进行抛石量估算的方法。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种工程抛石量估算方法，包括以下步骤：
步骤一、钻孔、进行介电常数率定试验：在抛石体检测区域范围内，取一钻孔位置，获得钻孔数据，在路面上布置两条在钻孔圆心处交汇并互相垂直的测线进行地质雷达检测，获得雷达检测深度剖面图，并通过雷达剖面图后处理软件获得雷达检测数据；根据所述钻孔数据调整介电常数，直至所述雷达检测数据与所述钻孔数据一致，该介电常数即为所述检测区域的介电常数；
步骤二、地质雷达探测：在抛石体检测区域的上方每隔一定的断面间距沿横断面进行地质雷达探测，得到地质雷达检测成果图；
步骤三、解译所述地质雷达检测成果图：根据步骤一所确定的介电常数值，用所述雷达剖面图后处理软件将所述地质雷达检测成果图进行校正处理，去除干扰信号，并根据实际情况和经验对数据进行综合解译，圈出抛石边界；
步骤四、所述地质雷达检测成果图CAD处理：将步骤三解译过的所述地质雷达检测成果图放入CAD中，进行横轴和纵轴的实际距离校准；接着在CAD中根据所述抛石边界用闭合线条画出抛石体分布区域；
步骤五、查看抛石体断面面积：利用CAD中面积查询工具，选中所述抛石体分布区域，查询出抛石体断面面积；
步骤六、计算抛石体积：根据CAD查询输出的若干个所述抛石体断面面积以及各断面间距，计算得到相应段的实际抛石体体积；整个抛石体检测区域共有j个断面，i为断面序号，k为断面间距序号，各个所述抛石体断面面积为Ai(j≥i≥1)，相邻所述抛石体断面面积为Ai+1(j≥i≥1)，两个所述抛石体断面面积之间的间距为Lk(j-1≥k≥1)，则所述抛石体检测区域的抛石体体积V：
所述钻孔数据为抛石与淤泥的分界面数据，所述雷达检测数据为所述雷达检测深度剖面图上钻孔位置的抛石与淤泥的分界面数据。
解译所述地质雷达检测成果图时，对所述地质雷达成果进行所述校正处理的内容包括进行零点校正、剔除直达波、增益、频谱分析、滤波、水平叠加、反褶积及地形校正。
进行所述实际距离校准的方法为，以所述地质雷达检测成果图上横轴零点为圆心，画出一个半径为某一数值的圆，在保证圆心与所述横轴零点重合的基础上，不断调整所述地质雷达检测成果图的大小，直至所述地质雷达检测成果图横轴和竖轴上与所述某一数值相等的刻度与圆相切。
所述断面间距长度为10m-500m。
所述地质雷达为美国GSSI地质雷达超强地面耦合系统，包括地质雷达探测天线，CUII控制单元，笔记本电脑监视器。
因此，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的一种工程抛石量估算方法，整个方法基于地质雷达探测技术和CAD软件操作技术，都是目前较为成熟的技术，操作简单方便，较为实用。
2、本发明提供的一种工程抛石量估算方法，其使用的地质雷达探测为无损检测，探测速度快，探测成本低。
3、本发明提供的一种工程抛石量估算方法，可根据实际检测情况，设置相应的检测点并确定介电常数，并可对地质雷达的检测参数进行调整，获得精度相对较高的检测结果。
综上，本发明所提供的一种工程抛石量估算方法，采用地质雷达探测技术和CAD软件操作技术，实现无损、低成本、高效率、较精确地估算抛石用量，整个计算流程简单易懂，可广泛应用于路基、围堰、防波堤等实际工程检测工作中。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2是实施例中横断面测线布置示意图；
图3是ZKO+020断面解译后的地质雷达检测成果图；
图4是CAD处理后的ZKO+020断面成果图；
图5抛石体断面面积查询过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，图1为本发明提供的一种工程抛石量估算方法的技术流程示意图。本次实施例为某路基工程，该工程要求探测路面设计宽度内的抛石深度及抛石量(边坡不计入)。如图2所示，图2是本次实施例中横断面测线布置示意图，本次检测在横断面沿长度方向全程布设，断面间距设为20m，在一个断面上的地质雷达检测测点间距为40cm。本次检测采用美国GSSI地质雷达超强地面耦合系统，包括100MHz(双天线)屏蔽天线超强组合天线，CUII控制单元，笔记本电脑监视器。地质雷达现场探测技术参数根据实际情况及探测经验选取。探测深度要求电磁波能够穿透到地下20m的位置且能够被接收到，故选择发射功率为25KHz；场地崎岖泥泞无法连续测量，故测量模式选为点测；采样点数过大，电磁波能量很难达到，采样点数过少会造成有用信息的丢失，故选采样点数为512；根据最大探测深度，增益设置为5点自动增益；叠加次数设置16，叠加次数太大会造成采样效率低，叠加次数太小不能有效去掉干扰。
本次实施例取该路基工程中里程号为ZKO+000～ZKO+200这一200m抛石段进行计算抛石量，具体步骤如下：
步骤一：确定介电常数，根据钻孔资料在工程地点进行介电常数率定试验。在检测区域ZKO+000～ZKO+200内，取一钻孔位置布置互相垂直的两条测线进行测量，测线穿过钻孔圆心；对测量数据进行处理，获得雷达的深度剖面图；与钻孔资料进行对比，调整介电常数值的大小，使得深度剖面图与钻孔的深度一致。根据钻孔与雷达深度剖面图确定介电常数。通过对测区内钻孔资料与雷达深度剖面图对比分析，确定该路基工程检测区域介电常数为14。
步骤二：地质雷达探测，在ZKO+000～ZKO+200段内抛石体检测区域上方每隔一定间距沿横断面进行地质雷达探测，得到地质雷达检测成果图。
步骤三：解译地质雷达检测成果图，将得到的地质雷达成果进行零点校正、剔除直达波、增益、频谱分析、滤波、水平叠加、反褶积及地形校正等处理。并根据实际情况和经验对数据进行综合解译，圈出抛石体分布区域，其中ZKO+020断面解译后的地质雷达检测成果图如图3所示。
步骤四：地质雷达检测成果图CAD处理，将步骤三解译过的地质雷达检测成果图放入CAD中，以地质雷达检测成果图上横轴零点为圆心，画出一个半径为10m的圆(半径根据测量尺度选取，此处以10m方便叙述)，在保证圆心与地质雷达检测成果图横轴零点重合的基础上，不断调整地质雷达检测成果图的大小直至成果图横轴和竖轴10m处刻度与圆相切，接着画出抛石体分布区域，在CAD中根据原雷达图抛石边界采用多段线画出抛石体的闭合区域。其中ZKO+020断面地质雷达检测成果图经过CAD处理后如图4所示。
步骤五：查看抛石体断面面积，如图5所示，利用CAD中面积查询工具，选中多段线所画区域，查询出抛石体实际断面面积，本次实施例选取的检测区域ZKO+000～ZKO+200内共检测11个抛石断面。
步骤七：计算抛石体积，根据用CAD查询输出的11个抛石体断面面积以及各断面间距20m，计算得到相应段的实际抛石体积。具体地，本实施例选取的检测区域ZKO+000～ZKO+200内共有11个抛石断面，各自面积为Ai(11≥i≥1)，每两个断面之间的间距均为20m，则检测区域ZKO+000～ZKO+200内抛石体体积：详细计算见表1。
表1 ZKO+000～ZKO+200段抛石体积计算表
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种工程抛石量估算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、钻孔、进行介电常数率定试验：在抛石体检测区域范围内，取一钻孔位置，获得钻孔数据，在路面上布置两条在钻孔圆心处交汇并互相垂直的测线进行地质雷达检测，获得雷达检测深度剖面图，并通过雷达剖面图后处理软件获得雷达检测数据；根据所述钻孔数据调整介电常数，直至所述雷达检测数据与所述钻孔数据一致，该介电常数即为所述检测区域的介电常数；
步骤二、地质雷达探测：在抛石体检测区域的上方每隔一定的断面间距沿横断面进行地质雷达探测，得到地质雷达检测成果图；
步骤三、解译所述地质雷达检测成果图：根据步骤一所确定的介电常数值，用所述雷达剖面图后处理软件将所述地质雷达检测成果图进行校正处理，去除干扰信号，并根据实际情况和经验对数据进行综合解译，圈出抛石边界；
步骤四、所述地质雷达检测成果图CAD处理：将步骤三解译过的所述地质雷达检测成果图放入CAD中，进行横轴和纵轴的实际距离校准；进行所述实际距离校准的方法为，以所述地质雷达检测成果图上横轴零点为圆心，画出一个半径为某一数值的圆，在保证圆心与所述横轴零点重合的基础上，调整所述地质雷达检测成果图的大小，直至所述地质雷达检测成果图横轴和竖轴上与所述某一数值相等的刻度与圆相切；接着在CAD中根据所述抛石边界用闭合线条画出抛石体分布区域；
步骤五、查看抛石体断面面积：利用CAD中面积查询工具，选中所述抛石体分布区域，查询出抛石体断面面积；
步骤六、计算抛石体积：根据CAD查询输出的若干个所述抛石体断面面积以及各断面间距，计算得到相应段的实际抛石体体积；整个抛石体检测区域共有j个断面，i为断面序号，k为断面间距序号，各个所述抛石体断面面积为Ai(j≥i≥1)，相邻所述抛石体断面面积为Ai+1(j≥i≥1)，两个所述抛石体断面面积之间的间距为Lk(j-1≥k≥1)，则所述抛石体检测区域的抛石体体积V：
2.如权利要求1所述的一种工程抛石量估算方法，其特征在于：所述钻孔数据为抛石与淤泥的分界面数据，所述雷达检测数据为所述雷达检测深度剖面图上钻孔位置的抛石与淤泥的分界面数据。
3.如权利要求1所述的一种工程抛石量估算方法，其特征在于：解译所述地质雷达检测成果图时，对所述地质雷达成果进行所述校正处理的内容包括进行零点校正、剔除直达波、增益、频谱分析、滤波、水平叠加、反褶积及地形校正。
4.如权利要求1所述的一种工程抛石量估算方法，其特征在于：所述断面间距长度为10m-500m。
5.如权利要求1所述的一种工程抛石量估算方法，其特征在于：所述地质雷达为美国GSSI地质雷达超强地面耦合系统，包括地质雷达探测天线，CUII控制单元，笔记本电脑监视器。
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