CN108867606B - 一种基于tdr技术的基坑工程施工前地质勘测工艺 - Google Patents

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Abstract

一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺，主要包括以下步骤：S1：基坑工程场地确定：根据基坑工程选址和开挖要求，对选址范围进行初步勘察，确定勘测方案；S2：钻孔放置探头：使用钻孔机按照钻孔位置进行钻孔，然后将探棒分别放置入钻孔中，进行设备调试；S3：TDR勘测：脉冲发生器向探棒分别发送相同的脉冲信号，当脉冲信号传输至探棒底部的信号反射器时，剩余的脉冲信号会被信号反射器反射传输；S4：返回信号分析：TDR信号探测仪内的信号分析仪会对各个探棒返回信号进行计算分析；S5：确定基坑开挖方案：根据开挖范围内的地质信息进行详细开挖方案制定。

Description

一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体是涉及一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺。
背景技术
为保证地面向下开挖形成的地下空间在地下结构施工期间的安全稳定所需的挡土结构及地下水控制、环境保护等措施称为基坑工程。基坑工程是集地质工程、岩土工程、结构工程和岩土测试技术于一身的系统工程。其主要内容：工程勘察、支护结构设计与施工、土方开挖与回填、地下水控制、信息化施工及周边环境保护等。基坑施工最简单、最经济的办法是放大坡开挖，但经常会受到场地条件、周边环境的限制，所以需要设计支护系统以保证施工的顺利进行，并能较好地保护周边环境。
基坑工程监测是基坑工程设计的必要部分，目的是为了准确了解土层的实际情况，对基坑周围环境进行有效的保护，确保基坑工程的安全。岩土体的变异性一般都比较大，对于复杂的岩土边坡很难在一次勘查中就将主要的基坑工程问题全部查明；而且对于一些大型边坡，设计往往也是分阶段进行的，当地质环境复杂时，岩土差异性就表现得更加突出，往往即使进行了初勘、详勘还不能准确的查明某些重要的基坑工程问题，这时进行施工勘察就显得十分重要。需进行基坑设计的工程，勘察时应包括基坑工程勘查的内容，在初步勘察阶段，应根据基坑工程条件，初步判定开挖可能发生的问题和需要采取的支护措施；在详细勘察阶段，应针对基坑工程设计的要求进行勘察，在施工阶段，必要时应进行补充勘察。
TDR为一种对反射波进行分析的遥控测量技术，在遥控位置掌握被测量物件的状况，适用于基坑工程开挖前勘测使用，而现有技术中并没有一种将TDR技术应用于基坑工程勘测使用的技术方案，所以，设计一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺十分有必要。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺。
本发明的技术方案是：一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺，主要包括以下步骤：
S1：基坑工程场地确定：根据基坑工程选址和开挖要求，对选址范围进行初步勘察，确定开挖范围、勘测范围、开挖深度、钻孔位置和深度，根据上述技术要求，确定勘测方案；
S2：钻孔放置探头：在勘测范围内，使用钻孔机按照钻孔位置进行钻孔，然后将探棒分别放置入钻孔中，将所有探棒上端分别电性连接在TDR信号探测仪上，连接完毕后进行设备调试，确保每一个探棒都能正常传输信号，并且调试至探棒返回信号清晰；
S3：TDR勘测：打开TDR信号探测仪，脉冲发生器向探棒分别发送相同的脉冲信号，脉冲信号在探棒内由上到下传输，而探棒周围的地质环境会对脉冲信号产生影响，当脉冲信号传输至探棒底部的信号反射器时，剩余的脉冲信号会被信号反射器反射传输，被TDR信号探测仪内的信号采集器收集，并由信号存储器对各探棒返回信号进行编号并存储；
S4：返回信号分析：TDR信号探测仪内的信号分析仪会对各个探棒返回信号进行计算分析，得出各个探棒周围地质数据信息，并结合相邻探棒数据信息对勘测范围内地质信息进行联合分析，通过3D模拟器将勘测范围内地质信息以3D模拟图像显示在显示屏上；
S5：确定基坑开挖方案：根据开挖范围内的地质信息以及开挖深度进行基坑工程开挖可行性分析并进行详细开挖方案制定，对于不具备开挖条件的地质环境进行详细报表分析，对具备开挖条件的地质数据进行开挖方式建议。
进一步地，所述步骤一中勘测范围是开挖范围的2.5-3.5倍，钻孔深度是开挖深度的2.5-3.5倍，扩大勘测范围和钻孔深度可以更加广泛的了解开挖范围周围的地质情况。
进一步地，所述步骤一中相邻钻孔距离为7m经过调试，5-8m的钻孔距离可以最为准确的监测到勘测范围内的地质数据信息。
进一步地，所述TDR信号探测仪内部设置有脉冲发生器、信号采集器、信号存储器、信号分析仪和3D模拟器，所述脉冲发生器与信号采集器通过导线与探棒连接，所述信号存储器与信号采集器电性连接，用于存储返回信号，所述信号分析仪与信号存储器电性连接，用于对返回信号进行计算分析，所述3D模拟器与信号分析仪电性连接，用于将信号分析仪计算分析得到的地质数据信息通过3D图像形式模拟，TDR信号探测仪外表面还设置有显示屏，所述显示屏与3D模拟器电性连接，用于显示3D模拟图像。
进一步地，所述探棒通过导线与所述TDR信号探测仪连接，探棒底部设有信号反射器。
进一步地，所述步骤二钻孔之前要结合勘测范围内底下管网的分布情况进行钻孔位置调整，避免钻孔将地下管道钻透。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺，相对于现有技术来说，在勘测之前，对基坑开挖范围进行初步勘测，确定勘察工艺所需要确定的相关参数，然后根据实地勘测情况使用TDR技术进行地质勘测，脉冲信号通过探棒传输后返回，探棒周围的不同地质环境会对脉冲信号产生影响，根据这种影响进行分析计算可以得到探棒周围的地质信息，相对于传统勘测方法，具有使用方便、勘测精确、功能齐全等优点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的TDR信号探测仪结构示意图；
图3是本发明的探棒结构示意图。
其中，1-TDR信号探测仪、11-脉冲发生器、12-信号采集器、13-信号存储器、14-信号分析仪、15-3D模拟器、16-显示屏、2-探棒、21-信号反射器。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-3和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。
如图1所示，一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺，主要包括以下步骤：
S1：基坑工程场地确定：根据基坑工程选址和开挖要求，对选址范围进行初步勘察，确定开挖范围、勘测范围、开挖深度、钻孔位置和深度，根据上述技术要求，确定勘测方案，勘测范围是开挖范围的3倍，钻孔深度是开挖深度的3倍，相邻钻孔距离为7m；
S2：钻孔放置探头：钻孔之前要结合勘测范围内底下管网的分布情况进行钻孔位置调整，在勘测范围内，使用钻孔机按照钻孔位置进行钻孔，然后将探棒2分别放置入钻孔中，将所有探棒2上端分别电性连接在TDR信号探测仪1上，连接完毕后进行设备调试，确保每一个探棒2都能正常传输信号，并且调试至探棒2返回信号清晰；
S3：TDR勘测：打开TDR信号探测仪1，脉冲发生器11向探棒2分别发送相同的脉冲信号，脉冲信号在探棒内由上到下传输，而探棒周围的地质环境会对脉冲信号产生影响，当脉冲信号传输至探棒2底部的信号反射器21时，剩余的脉冲信号会被信号反射器21反射传输，被TDR信号探测仪1内的信号采集器12收集，并由信号存储器13对各探棒2返回信号进行编号并存储；
S4：返回信号分析：TDR信号探测仪1内的信号分析仪14会对各个探棒2返回信号进行计算分析，得出各个探棒2周围地质数据信息，并结合相邻探棒2数据信息对勘测范围内地质信息进行联合分析，通过3D模拟器15将勘测范围内地质信息以3D模拟图像显示在显示屏16上；
S5：确定基坑开挖方案：根据开挖范围内的地质信息以及开挖深度进行基坑工程开挖可行性分析并进行详细开挖方案制定，对于不具备开挖条件的地质环境进行详细报表分析，对具备开挖条件的地质数据进行开挖方式建议。
如图2所示，TDR信号探测仪1内部设置有脉冲发生器11、信号采集器12、信号存储器13、信号分析仪14和3D模拟器15，脉冲发生器11与信号采集器12通过导线与探棒2连接，信号存储器13与信号采集器12电性连接，用于存储返回信号，信号分析仪14与信号存储器13电性连接，用于对返回信号进行计算分析，3D模拟器15与信号分析仪14电性连接，用于将信号分析仪14计算分析得到的地质数据信息通过3D图像形式模拟，TDR信号探测仪1外表面还设置有显示屏16，显示屏16与3D模拟器15电性连接，用于显示3D模拟图像；探棒2通过导线与TDR信号探测仪1连接，如图3所示，探棒2底部设有信号反射器21。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种基于TDR技术的基坑工程施工前地质勘测工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1：基坑工程场地确定：根据基坑工程选址和开挖要求，对选址范围进行初步勘察，确定开挖范围、勘测范围、开挖深度、钻孔位置和深度，根据上述技术要求，确定勘测方案；
S2：钻孔放置探头：在勘测范围内，使用钻孔机按照钻孔位置进行钻孔，然后将探棒(2)分别放置入钻孔中，将所有探棒(2)上端分别电性连接在TDR信号探测仪(1)上，连接完毕后进行设备调试，确保每一个探棒(2)都能正常传输信号，并且调试至探棒(2)返回信号清晰；
S3：TDR勘测：打开TDR信号探测仪(1)，脉冲发生器(11)向探棒(2)分别发送相同的脉冲信号，脉冲信号在探棒内由上到下传输，而探棒周围的地质环境会对脉冲信号产生影响，当脉冲信号传输至探棒(2)底部的信号反射器(21)时，剩余的脉冲信号会被信号反射器(21)反射传输，被TDR信号探测仪(1)内的信号采集器(12)收集，并由信号存储器(13)对各探棒(2)返回信号进行编号并存储；
S4：返回信号分析：TDR信号探测仪(1)内的信号分析仪(14)会对各个探棒(2)返回信号进行计算分析，得出各个探棒(2)周围地质数据信息，并结合相邻探棒(2)数据信息对勘测范围内地质信息进行联合分析，通过3D模拟器(15)将勘测范围内地质信息以3D模拟图像显示在显示屏(16)上；
S5：确定基坑开挖方案：根据开挖范围内的地质信息以及开挖深度进行基坑工程开挖可行性分析并进行详细开挖方案制定，对于不具备开挖条件的地质环境进行详细报表分析，对具备开挖条件的地质数据进行开挖方式建议；
所述步骤一中勘测范围是开挖范围的2.5-3.5倍，钻孔深度是开挖深度的2.5-3.5倍，所述步骤一中相邻钻孔距离为5-8m；
所述TDR信号探测仪(1)内部设置有脉冲发生器(11)、信号采集器(12)、信号存储器(13)、信号分析仪(14)和3D模拟器(15)，所述脉冲发生器(11)与信号采集器(12)通过导线与探棒(2)连接，所述信号存储器(13)与信号采集器(12)电性连接，用于存储返回信号，所述信号分析仪(14)与信号存储器(13)电性连接，用于对返回信号进行计算分析，所述3D模拟器(15)与信号分析仪(14)电性连接，用于将信号分析仪(14)计算分析得到的地质数据信息通过3D图像形式模拟，TDR信号探测仪(1)外表面还设置有显示屏(16)，所述显示屏(16)与3D模拟器(15)电性连接，用于显示3D模拟图像；
所述探棒(2)通过导线与所述TDR信号探测仪(1)连接，探棒(2)底部设有信号反射器(21)。
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