本發明專利技術公開了一種城市地鐵區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，現場操作方便、快捷，探查結果精準。該裝置包括無損測試裝置、微損測試裝置、數據處理單元；無損測試裝置包括：正交激震檢波立體掃描裝置和數字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括：小孔數字鉆測裝置和數字孔壓靜力觸探裝置。還提供了一種采用這種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置的方法。
【技術實現步驟摘要】
一種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置及方法
本專利技術屬于地鐵沿線道路病害精細探測的
，具體地涉及一種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置及方法。
技術介紹
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射寬頻短脈沖高頻電磁波，利用不同地下介質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的反射電磁波的振幅、相位和頻譜等運動學和動力學特征來分析、推斷地下介質結構和物性特征，由于其探測深度一般在5m以內，探測結果具有定性表征，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，不適合現代城市道路發展要求。尤其對于城市地鐵沿線道路而言，路基病害發生深度在10m左右概率更高，屬于雷達探測盲區，目前病害探測無法滿足實際需要。
技術實現思路
本專利技術的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種城市地鐵區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，現場操作方便、快捷，探查結果精準。本專利技術的技術解決方案是：這種城市地鐵區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、數據處理單元；無損測試裝置包括：正交激震檢波立體掃描裝置和數字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括：小孔數字鉆測裝置和數字孔壓靜力觸探裝置；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果；數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果；小孔數字鉆測裝置，配置來得到鉆測數據關系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；數字孔壓靜力觸探裝置，配置來定量結果，并校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果；數據處理單元，配置來結合正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果和數字孔壓靜力觸探裝置的定量結果，根據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果。還提供了一種采用這種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置的方法，包括以下步驟：(1)根據地鐵沿線道路雷達定性探測結果，確定路基疑似病害區；(2)在路基疑似病害區，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果；(3)采用小孔數字鉆測裝置得到鉆測數據關系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；(4)利用數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果；(5)利用小孔數字鉆測裝置，金剛石取芯鉆道路面層成50mm孔，采用數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果；(6)根據數字孔壓靜力觸探裝置獲得的定量結果，校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果；(7)通過數據處理單元，結合正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果和數字孔壓靜力觸探裝置的定量結果，根據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果。本專利技術在地鐵沿線道路雷達探測疑似病害區，采用無損和微損結合的測試技術，利用正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置、小孔數字鉆測裝置和數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，現場操作方便、快捷，探查結果精準。附圖說明圖1示出了根據本專利技術的城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的方法的示意圖。具體實施方式從圖1中可以看出，這種城市地鐵區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、數據處理單元；無損測試裝置包括：正交激震檢波立體掃描裝置和數字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括：小孔數字鉆測裝置和數字孔壓靜力觸探裝置；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果；數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果；小孔數字鉆測裝置，配置來得到鉆測數據關系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；數字孔壓靜力觸探裝置，配置來定量結果，并校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果；數據處理單元，配置來結合正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果和數字孔壓靜力觸探裝置的定量結果，根據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果。本專利技術在地鐵沿線道路雷達探測疑似病害區，采用無損和微損結合的測試技術，利用正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置、小孔數字鉆測裝置和數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，現場操作方便、快捷，探查結果精準。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。另外，所述數字全景窺視成像裝置包括直徑30mm精密探頭、控制箱和電纜。該數字全景窺視成像裝置的觀測角度360°，連續工作時間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。另外，所述小孔數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、數據采集卡和微型計算機。該小孔數字鉆測裝置的金剛石取芯鉆道路面層成50mm孔，46mm合金螺旋鉆桿+鉆頭隨鉆測試鉆桿扭矩、功率、鉆速、進尺參數和關系曲線，可鉆測深度5m至10m，鉆孔直徑50mm，鉆測速度為30min進尺約10m。另外，所述數字孔壓靜力觸探裝置包括壓力探頭、孔隙水探頭、液壓泵、柴油動力機、靜力觸探貫入裝置、數據采集儀和記錄裝置。該數字孔壓靜力觸探裝置的錐尖阻力量程40MPa，精度0.2％FS，錐底面積10cm2，側摩阻力0.5MPa，精度0.5％FS，側壁面積150cm2；孔隙水壓量程2MPa，精度0.5％FS，體變率≤0.2％，可測錐尖壓力、側摩阻力、孔隙水壓力、剪切波速、土壤電阻率、承載力等參數，進行土類判別與劃分。還提供了一種采用這種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置的方法，包括以下步驟：(1)根據地鐵沿線道路雷達定性探測結果，確定路基疑似病害區；(2)在路基疑似病害區，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果；(3)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置，其特征在于：該裝置包括無損測試裝置、微損測試裝置、數據處理單元；無損測試裝置包括：正交激震檢波立體掃描裝置和數字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括：小孔數字鉆測裝置和數字孔壓靜力觸探裝置；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果；數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果；小孔數字鉆測裝置，配置來得到鉆測數據關系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；數字孔壓靜力觸探裝置，配置來定量結果，并校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果；數據處理單元，配置來結合正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果和數字孔壓靜力觸探裝置的定量結果，根據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果。
【技術特征摘要】
1.一種城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置，其特征在于：該裝置包括無損測試裝置、微損測試裝置、數據處理單元；無損測試裝置包括：正交激震檢波立體掃描裝置和數字全景窺視成像裝置；微損測試裝置包括：小孔數字鉆測裝置和數字孔壓靜力觸探裝置；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果；數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果；小孔數字鉆測裝置，配置來得到鉆測數據關系曲線，進行路基土密實程度半定量判定；數字孔壓靜力觸探裝置，配置來定量結果，并校驗正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果；數據處理單元，配置來結合正交激震檢波立體掃描裝置、數字全景窺視成像裝置和小孔數字鉆測裝置的結果和數字孔壓靜力觸探裝置的定量結果，根據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果。2.根據權利要求1所述的城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置，其特征在于：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。3.根據權利要求1所述的城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置，其特征在于：所述數字全景窺視成像裝置包括直徑30mm精密探頭、控制箱和電纜。4.根據權利要求1所述的城市地鐵區間道路松散及脫空精細探查的裝置，其特征在于：所述小孔數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、數據采集卡和微型計算機...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂祥鋒，
申請(專利權)人：北京市市政工程研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11
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