一種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地鐵沿線道路病害精細探測的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前地鐵沿線道路病害探測多采用雷達方法或鉆孔取芯方法。雷達方法為:探地雷達通過向地下發(fā)射寬頻短脈沖高頻電磁波，利用不同地下介質(zhì)的電性特性及其分界面對電磁波的反射原理，通過分析來自地下介質(zhì)的反射電磁波的振幅、相位和頻譜等運動學(xué)和動力學(xué)特征來分析、推斷地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)和物性特征，由于其探測深度一般在5m以內(nèi)，探測結(jié)果具有定性表征，適合城市道路淺表層病害定期排查。鉆孔取芯方法，工程量大，病害道路路面一般均為破碎體，遇水取芯成型困難，取芯很難成標準試樣，且耗資嚴重，對道路具有不同程度的破壞，影響交通正常運行，不適合現(xiàn)代城市道路發(fā)展要求。尤其對于城市地鐵沿線道路而言，路基病害發(fā)生深度在1m左右概率更高，屬于雷達探測盲區(qū)，目前病害探測無法滿足實際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的裝置，其探測深度可以大于5m，不會對道路造成破壞，現(xiàn)場操作方便、快捷，探查結(jié)果精準。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:這種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的裝置，該裝置包括無損測試裝置、微損測試裝置、數(shù)據(jù)處理單元；無損測試裝置包括:正交激震檢波立體掃描裝置和數(shù)字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括:小孔數(shù)字鉆測裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置；
[0005]正交激震檢波立體掃描裝置，配置來獲取道路松散層及脫空隱患探查圖，得到道路病害半定量結(jié)果；
[0006]數(shù)字全景窺視成像裝置，配置來向鉆測小孔中放置精密探頭，獲得路基空洞、水囊和不密實層成像半定量結(jié)果；
[0007]小孔數(shù)字鉆測裝置，配置來得到鉆測數(shù)據(jù)關(guān)系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；
[0008]數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，配置來定量結(jié)果，并校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測裝置的結(jié)果；
[0009]數(shù)據(jù)處理單元，配置來結(jié)合正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測裝置的結(jié)果和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置的定量結(jié)果，根據(jù)路基病害等級劃分標準，得到松散層及脫空敏感精細探查結(jié)果。
[0010]還提供了一種采用這種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的裝置的方法，包括以下步驟:
[0011](I)根據(jù)地鐵沿線道路雷達定性探測結(jié)果，確定路基疑似病害區(qū)；
[0012](2)在路基疑似病害區(qū)，利用正交激震檢波立體掃描裝置獲取道路松散層及脫空隱患探查圖，得到道路病害半定量結(jié)果；
[0013](3)采用小孔數(shù)字鉆測裝置得到鉆測數(shù)據(jù)關(guān)系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；
[0014](4)利用數(shù)字全景窺視成像裝置，向鉆測小孔中放置精密探頭，獲得路基空洞、水囊和不密實層成像半定量結(jié)果；
[0015](5)利用小孔數(shù)字鉆測裝置，金剛石取芯鉆道路面層成50mm孔，采用數(shù)字孔壓靜力觸探裝置獲得路基土承載力、土類判別與劃分定量結(jié)果；
[0016](6)根據(jù)數(shù)字孔壓靜力觸探裝置獲得的定量結(jié)果，校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測裝置的結(jié)果；
[0017](7)通過數(shù)據(jù)處理單元，結(jié)合正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測裝置的結(jié)果和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置的定量結(jié)果，根據(jù)路基病害等級劃分標準，得到松散層及脫空敏感精細探查結(jié)果。
[0018]本發(fā)明在地鐵沿線道路雷達探測疑似病害區(qū)，采用無損和微損結(jié)合的測試技術(shù)，利用正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置、小孔數(shù)字鉆測裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，獲得道路松散層及脫空隱患探查圖、路基空洞、水囊和不密實層成像圖，快速測定路基圖承載力，并判定路基土密實程度，進而建立基于鉆探值與標準值對比的道路松散及脫空病害等級劃分標準，對道路病害進行分級，實現(xiàn)地鐵沿線道路病害探查從定性、半定量到定量精細判定，探測深度可以大于5m，不會對道路造成破壞，現(xiàn)場操作方便、快捷，探查結(jié)果精準。
【附圖說明】
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]從圖1中可以看出，這種城市地鐵區(qū)間道路松散及脫空精細探查的裝置，該裝置包括無損測試裝置、微損測試裝置、數(shù)據(jù)處理單元；無損測試裝置包括:正交激震檢波立體掃描裝置和數(shù)字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括:小孔數(shù)字鉆測裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置；
[0021]正交激震檢波立體掃描裝置，配置來獲取道路松散層及脫空隱患探查圖，得到道路病害半定量結(jié)果；
[0022]數(shù)字全景窺視成像裝置，配置來向鉆測小孔中放置精密探頭，獲得路基空洞、水囊和不密實層成像半定量結(jié)果；
[0023]小孔數(shù)字鉆測裝置，配置來得到鉆測數(shù)據(jù)關(guān)系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；
[0024]數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，配置來定量結(jié)果，并校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測裝置的結(jié)果；
[0025]數(shù)據(jù)處理單元，配置來結(jié)合正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置和小孔數(shù)字鉆測裝置的結(jié)果和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置的定量結(jié)果，根據(jù)路基病害等級劃分標準，得到松散層及脫空敏感精細探查結(jié)果。
[0026]本發(fā)明在地鐵沿線道路雷達探測疑似病害區(qū)，采用無損和微損結(jié)合的測試技術(shù)，利用正交激震檢波立體掃描裝置、數(shù)字全景窺視成像裝置、小孔數(shù)字鉆測裝置和數(shù)字孔壓靜力觸探裝置，獲得道路松散層及脫空隱患探查圖、路基空洞、水囊和不密實層成像圖，快速測定路基圖承載力，并判定路基土密實程度，進而建立基于鉆探值與標準值對比的道路松散及脫空病害等級劃分標準，對道路病害進行分級，實現(xiàn)地鐵沿線道路病害探查從定性、半定量到定量精細判定，探測深度可以大于5m，不會對道路造成破壞，現(xiàn)場操作方便、快捷，探查結(jié)果精準。
[0027]另外，所述正交激震檢波立體掃描裝置包括激震力電磁脈沖震源、路面檢波器、接受拖纜和激震脈沖波采樣主機。該正交激震檢波立體掃描裝置的探測深度為30m，分辨率為20cm，探測速度為1.2公里?6公里/時。
[0028]另外，所述數(shù)字全景窺視成像裝置包括直徑30mm精密探頭、控制箱和電纜。該數(shù)字全景窺視成像裝置的觀測角度360°，連續(xù)工作時間6h，裂縫、不密實層及空洞探測精度為0.1mm，探測速度為72m/h，形成局部孔壁360°平面展開圖和虛擬三維鉆孔巖芯圖。
[0029]另外，所述小孔數(shù)字鉆測裝置包括金剛石取芯鉆頭、螺旋鉆頭、鉆桿、鉆機架、液壓泵站、汽油動力機、扭矩傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和微型計算機。該小孔數(shù)字鉆測裝置的金剛石取芯鉆道路面層成50mm孔，46mm合金螺旋