波速测试分析地铁工程论文

【摘要】随着我国经济的快速发展，地铁工程得到了迅速的发展，已经成为评价一个城市能力的主要指标，经济实力较强的城市都开始建设地铁项目。在地铁工程发展的背景下，要保证地铁工程的建设质量，就必须对锚管锚固质量进行检测。论文以北京地铁六号线西延工程为例，分析了锚管锚固质量检测在地铁工程中的应用，希望能够为类似工程提供借鉴。下面小编整理了一些《波速测试分析地铁工程论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

波速测试分析地铁工程论文 篇1：

沈阳地铁工程勘察中波速测试与分析

摘 要：通过将单孔波速测量方法运用于沈阳地铁工程勘察中，利用波速测井结果，进行多参数综合分析，为场地类型判别提供了有效的参数。进行原位波速测量，粗略估算了岩(土)体承载力变化情况;通过原位测井波速，对砂性土地震液化进行判别;从而证明波速测试是工程地质勘察中一种快速、经济、有效的原位测试方法。

关键词：工程勘察;剪切波速;场地划分;地震液化

1 工程概况

沈阳市地铁十号线工程是沈阳市地铁线网的东半环线，北起于洪区，南到苏家屯地区，连接了皇姑区、大东区、沈河区、浑南新区中心和苏家屯副城。地铁十号线工程线路全长49.9km，共设车站36座，均为地下站，平均站间距1.377km，换乘车站14座，分别为西江街站(和9号线换乘)，百鸟公园站(和6号线换乘)，中医药大学站(和2号线换乘)、长客站(和8号线换乘)。沈阳地铁工程勘察中波速测试工作主要采的测井方法，每个工点有2个测井。波速测试其目的是测定各层土的压缩波波速、剪切波速，计算动力参数、场地卓越周期，评价场地地震效应，确定场地类别。

2 测井结果分析

2.1 淮河街站测井波速结果

测试中使用武汉岩海公司生产的RS-K(P)系列动测仪，使用的传感器为中国地震局工程力学研究所生产的井下三分量检波器。在沈阳地铁十号线第一标段中淮河街站进行波速试验有2个测井，分别为ZHHC05和ZHHX08钻孔。ZHHC01测井位于淮河街车站东部，孔深55m，其中0～2.7m为杂填土，2.7～6.9m为粉质黏土，6.9～25.5m为圆砾，23.5～34m为中粗砂，34～35.2为粉质黏土，35.2～43m为圆砾，43～53.2m为泥砾，53.2～55m为花岗岩。图中1(a)中34～35.2m波速很低为260m/s，因为中粗砂和圆砾中间有一层粉质黏土所致。在53.2～55m是花岗岩，波速489m/s，岩石受到强烈风化，结构松散，此处波速较泥砾波速值明显偏大。ZHHX08测井位于ZHHC01测井西380m处。孔深55m，其中0～2.5m为杂填土，2.5～7.2m为粉质黏土，7.2～15.5m为圆砾，15.5～19.3m为砾砂，19.3～24.8m为圆砾，24.8～26.2m为中粗砂，26.2～31m为砾砂31～43.4m为圆砾，43.4～55m为泥砾。图中1(b)中24.8～26.2m波速很低为245m/s，因为圆砾和砾砂中间有一层中粗砂的原因。

由剪切波速测试结果求的测井ZHHC01和ZHHX08的等效剪切波速分别为221m/s、246m/s，判定该场地土为中软土。淮河街车站地层覆盖层厚度均在0～55m范围内，依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2011)可判定建筑场地类别为Ⅱ类建筑场地，为建筑抗震设计提供了准确详细的地层资料。

2.2 砂性土地震液化判别

按地震基本烈度Ⅶ度考虑，对丁香湖车站范围内砂性土层根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)标准进行判定，当计算的临界剪切波速小于砂性土层的剪切波速实测值时，则判定该砂性土层未出现土体液化现象。

依据上述判定标准对丁香湖车站地基砂性土层进行判别，分析了该车站的2个波速测试孔结果见表1。

2.3 依据剪切波速法估算岩土的承载力基本值

土层的剪切波速不仅是划分场地的重要依据，也一定程度上反映了承载力情况。根据大量工程实践得出沈阳地区岩土的剪切波速值Vs和对应的承载力基本值R(t/m2)关系见表2。

3 结 论

本文通过工程实例证明了单孔检层法在地铁勘察中应用的有效性，同时说明波速测试在工程勘察具有广阔应用前景。弹性波在岩土层中的传播速度是反映岩土体的动力特性的一项重要参数，根据实测岩土体的弹性波速，能为抗震设计提高岩土体的动力参数、划分建筑场地类别、评价地震效应、估算承载力情况、地震破坏分析。

参考文献

[1]丁伯阳.土层与地表脉动[M].兰州：兰州大学出版社，1996：207～246.

[2]岩土工程勘察规范GB50021-2001[S].

[3]庄乾城，罗国煜，李晓昭等.南京地铁稳定性优势面理论分析[J].高校地质学报，2002，8(4)：453～459.

[4]王让甲.声波岩石分级和岩石动弹性力学参数的分析研究[M].北京：地质出版社，1997.

[5]王宁伟.复合地基理论和工程应用研究[D].哈尔滨：中国地震局工程力学研究所博士论文，2006.

[6]蔡力挺，韩玉庆.波速测试技术在岩土工程勘察中的应用[J].西部探矿工程，2009(3)：32～37.

作者：马跃

波速测试分析地铁工程论文 篇2：

锚管锚固质量检测在地铁施工中的应用

【摘 要】随着我国经济的快速发展，地铁工程得到了迅速的发展，已经成为评价一个城市能力的主要指标，经济实力较强的城市都开始建设地铁项目。在地铁工程发展的背景下，要保证地铁工程的建设质量，就必须对锚管锚固质量进行检测。论文以北京地铁六号线西延工程为例，分析了锚管锚固质量检测在地铁工程中的应用，希望能够为类似工程提供借鉴。

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【關键词】锚管锚固质量检测;地铁工程;发展

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1 引言

锚管锚固技术在隧道施工的过程中得到普遍应用。作为隧道施工中的主要工程结构类型，在地铁施工中对锚管锚固技术进行应用也较为必要。因为地铁工程在施工过程中存在着较强的隐蔽性，只有实施锚管锚固质量检测才能够有效保证地铁工程质量。本文结合北京地铁六号线西延工程的实际情况，对同一组锚管进行试验，试验内容包括应力波反射法，除此之外，拉拔试验也需要包括在其中。通过分析该项目锚管的密实度与长度，能够更好地了解缺陷位置，同时，得出具体的成果。目前，国内对相关问题的研究还不多，据此，本文分析了锚管锚固质量检测在地铁工程中的应用问题，能够在一定程度上填补国内研究的空白，具备较强的现实意义。

2 锚管锚固质量检测的概念及其在地铁工程中应用的意义

想要对整体问题进行研究，就必须在一定程度上明确锚管锚固质量检测的概念及其在地铁工程中进行应用的意义。所谓锚管锚固质量检测也就是通过锚管锚固的方式开展质量检测的具体工作。在实施锚管锚固质量检测的过程中，主要以锚管长度为基础，以锚固力及锚固体的腐蚀程度为核心，判断具体质量。对锚管长度以及密实度的检测方法有很多，无论是天线法还是声波反射法都需要包括在其中，需要根据工程类型合理进行选择。再从锚固力的检测角度来看，可应用等效质量法等完成具体检测，间接保证工程的质量[1]。

近年来，随着经济水平的发展，人们对城市轨道交通的需求也变得越来越大，因此，地铁工程得到了快速的发展，很多城市都已经开始对地铁进行建设，由于地铁工程建设地点的地质条件存在差异，同时，其围岩等级分类也不尽相同，所以如果都按照一种方式施工，就可能会对施工过程造成不利的影响，在这样的情况下，必须对锚管锚固质量检测进行应用。锚管锚固质量检测的应用能够保证地铁工程的质量，同时，锚管锚固质量检测的具体实施程度也会影响到地铁施工中的围岩稳定性。如果能够积极发挥锚管锚固质量检测的作用，合理对其进行应用，就能够在保证地铁工程施工秩序的基础上避免造成损失。以上所述，基本就是锚管锚固质量检测的概念及其应用意义。

3 锚管锚固质量检测在地铁工程中的具体应用

3.1 锚管锚固质量检测方法

在地铁工程中应用锚管锚固质量检测，必须合理选择检测方法。对于锚管锚固质量检测而言，包含多种不同的检测方法，从适合在地铁工程中进行应用的检测方法来看，声波反射法是一种行之有效的检测方法。所谓声波反射法，就是在锚管锚固质量检测时通过声波完成检测过程，在受到了激振频率等因素的影响后，能够得出锚管系统的具体计算结果。除此之外，杆体波速也会影响到检测结果。在地铁工程的实践中，声波反射法的优势较为明显，但是基于波的传播能量开展检测，可能会在一定程度上出现能量衰减较快的问题，另外，如果存在干扰信号，也会影响到锚管锚固质量检测的结果，所以这一问题应引起相关人士的重视。

除了声波反射法之外，还需要提到电磁法。电磁法的内容较为丰富，包括雷达法与天线法。雷达法能够对钢筋锚固的效果进行判断，但是具体的检测深度往往不能够完全达到锚管锚固的深度;再从天线法的角度来看，在进行检测操作时，需要对金属线进行添加，在地铁工程施工中根据天线的长度关系完成检测，这种方式能够对长度进行检测;最后需要提到磁通量传感器测量法，这种方法主要将锚管设为铁磁性的材料，在产生了磁弹性效应的基础上，就可以促使材料的磁导率产生变化，最终获得工作载荷[2]。

3.2 锚管锚固质量检测的具体应用

锚管锚固质量检测属无损检测技术的范畴，从其实际应用的角度来看，需要在对数据库进行构建的基础上进行分析，根据北京地铁六号线西延工程围岩具体情况，组织了相关的工作人员进行模拟实验，获得了参数后可明确具体的情况。在地铁工程中对锚管锚固质量检测进行应用，必须保持严谨的态度，无条件地遵循检测技术标准，最大限度地提升检测结果的准确性。将锚管锚固质量检测技术作为质量检测的基本手段，不仅能间接保证地铁工程的质量，同时，还可以确保地铁工程结构的稳定性。在当前的地铁工程建设中，锚管锚固质量检测已经得到了较为广泛的应用，随着锚管锚固质量检测的进一步发展，为了对地铁工程的建设质量进行提升，减少安全事故发生的概率，还必须明确锚管锚固质量检测的优势与劣势，结合北京地铁六号线西延工程实际情况开展了进一步分析。锚管锚固质量检测的应用往往会受到相关因素的影响，导致锚管锚固质量检测的结果出现差异。正如前文所说，锚管锚固质量检测中的声波反射法就可能会受到干扰信号的影响，导致质量检测结果不准确，因此，在对其进行应用时必须根据技术理论区别对待不同地铁工程环境下的岩层，结合工程情况对室内模拟实验进行开展，提升检测结果的准确性。在进行质量检测时，也不能够对某个单独的因素进行分析，而是需要融合所有因素，进行权重平衡[3]。

北京地铁六号线西延工程质量检测人员对组合测试技术进行了研究，因锚管锚固质量检测技术较为复杂，在地铁工程中进行应用具备一定难度，所以派遣了专业的工作人员加强研究，以测试技术为基础，通过计算机对其进行了处理，获得高质量的检测结果。另外，负责在该地铁工程中应用锚管质量检测技术的相关工作人员也对不同的检测技术进行模拟，融合了多项不同的技术，获得较好的锚固效果检测结果。在应用过程中加强了对多软件处理系统的细致研究，工作人员保持严谨的态度，全身心地投身于检测实践的过程当中，尤其是在信息技术持续发展的背景下，将信息技术与锚管锚固质量检测技术进行有效融合，在开展检测时，构建检测指标的数据库，在完成数据信息库的构建后，发挥软件的具体优势，有效保证了检测数据的准确性，提高质量检测的水平，为北京地铁工程的合理建设打下坚实的基础。

4 结语

综上所述，地铁工程在施工过程中存在着较强的隐蔽性，实施锚管锚固质量检测可以最大限度地保证地铁工程万无一失。当前，地铁工程建设中锚管锚固质量检测得到了较为广泛的应用，随着锚管锚固质量检测的进一步发展，为了对地铁工程的建设质量进行提升，还必须明确锚管锚固质量检测的优势与劣势，结合实际情况开展进一步分析。相关工作人员应强化思想，创新理念，保持严谨态度，根据技术理论区别对待不同地铁工程环境下的岩层情况，结合工程实际情况开展室内模拟实验，进而有效提升检测结果的准确性。

【参考文献】

【1】李凯，张景科，郭庆，等.外露段与超钻深度对土遗址锚固无损检测影响的室内研究[J].兰州大学学报(自然科学版)，2019，55(05)：641-646+654.

【2】吴学明.基于应力波原理的巷道锚固质量检测技术及应用[C].//陕西省煤炭学会.煤矿绿色高效开采技术研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2016).西安：陕西省煤炭学会，2016.356-360.

【3】何文.錨杆锚固质量的纵向导波检测[C].//北京力学会.北京力学会第十六届学术年会论文集.北京：北京力学会，2010.216-218.

作者：张从丽

波速测试分析地铁工程论文 篇3：

TSP超前地质预报及其在地铁施工中的应用

【摘要】结合某地铁施工工程实际具体阐述了TSP的具体应用步骤，优缺点，以及在施工过程中应注意的事项。通过对TSP和地质雷达的具体勘测特点和实际得到的结果做出对比，得到了二者结合运用可以增加勘测准确性的结论。对以后TSP在实际工程中的应用以及与其它勘测设备的综合应用具有重要的指导意义。

【关键词】超前地质预报;TSP;地铁施工;工作原理;技术应用

TSPGeologicalPredictionandApplicationintheSubwayConstruction

ZhouKezhang，ZhouHao，LuNing，HeZhonglian，WangWei

(TheFourthCompanyofChinaEighthEngineeingBurrauLtdQingdao266071)

Keywords：tunnelgeologicalprediction;TSP;subwayconstruction;principle;technology

0引言

超前地質预报出现在上个世纪的中后期，是工程地质学的一个分支，我国在这个方面的研究始于20世纪70年代以后，几十年来地质超前预报在我国也有了很大的发展。然而随着近些年来铁路、公路、城市轨道交通等的迅速发展，隧道的长度和埋深的不断增大，隧道施工中出现的问题也越来越多。如果对这些问题处理不当，将有可能造成严重的工程问题和巨大的经济损失。为了避免因地质问题而引起工程事故，超前地质预报在工程施工中就显得越来越重要。现在在我国应用的主要的地质超前预报系统有负视角速度法、HSP、TSP、TGP、TST等[1]，其中TSP作为一种进入中国较晚的勘测技术，代表了中国地质预报领域的先进水平。文本通过将TSP技术应用在地铁工程中，验证了TSP超前预报系统的效果。并提出了一些增强TSP勘测效果准确性综合性勘测方法。

1TSP的简介及其工作原理

1.1TSP简介

二十世纪六十年代，美国国家安全局网罗了众多资深地球物理学家应用地震波勘测技术来研究地层应力释放现象及地层结构扫描成像。在此过程中形成了隧道反射层析扫描成像超前预报技术(TunnelReflectionTomography)，简称TSP技术。TSP系统是一种新颖、快速、有效、无损的反射地震预报技术，以其简单的操作，准确、全面、直观的勘测结果，在国内迅速发展起来。

1.2TSP系统的工作原理

TSP隧道地质超前预报系统是利用地震波的反射原理进行地质预报的。预报时，通过锤击或激震器产生的地震波，地震波在隧道中的岩体内传播，当遇到一个地震界面时，如断层、破碎带、溶洞、大的节理面等，一部分地震波就被反射回来，反射波经过一个短暂时间到达传感器后被接收并被记录主机记录下来，然后经专门的3D软件进行分析处理，对地震波进行叠加，就得到清晰的异常体的层析扫描三维图像。再通过对异常体的里程、形状、大小、走向，并结合区域地质资料、跟踪观测地质资料就可以确定隧道前方及周围区域地质构造的位置和特性。入射到边界的反射系数计算公式如下：

式中R为反射系数，r为岩层的密度，V等于地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时，反射系数是正的;反之，反射系数是负的。因此，当地震波从软性地质体传播到硬质地质体时，回波的偏转极性和波源是一致的。当岩体内部有破裂带时，回波的极性会反转。反射体的尺寸越大，声学阻抗差别越大，反射波就越明显，越容易被探测到[2]。

2应用实例

2.1预报地段

对某地铁车站小导洞进行超前预报检测，以对掌子面前方的地质情况进行分析评估。预报内容为地层岩性、地质构造、不良地质构造及地下水含量。预报长度110m。

2.2地质状况

根据勘察资料，场地地层从上至下依次为：

(1)第四系全新统人工堆积层(Q4ml)，主要由粘性土、灰岩碎石、石英岩碎石、板岩碎块及少量的生活建筑垃圾等组成的素填土;

(2)第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)主要由稍湿的粉质粘土，卵石组成;

(3)震旦系长岭子组板岩(Zwhc)，长岭子组上部为板岩夹黄色薄层泥灰岩，局部夹薄层粘土质粉晶灰岩;

(4)燕山期辉绿岩(βμ)。

2.3数据采集与处理

本次测试安装8个传感器，左、右边墙各4个;锤击震源点共计12个，靠近掌子面的两边墙上各6个。勘测范围：竖向为隧道中心线上下各20m，横向为隧道中心线左右各20m，纵向为110m。图1为数据采集软件工作界面。图2是软件操作界面示意。

图1数据采集界面

Fig.1DataAcquisitionInterface

圖2软件操作界面

Fig.2Softwareinterface

2.4分析结果

地震波波速图，地震波层析扫描成像三维图，图中最上部分的条状线颜色值从低到高，代表反射系数，地震波从高密度岩层向软层传播，反射系数为负，反之为正。

图3地震波波速图

Fig.3Seismicwavevelocity

图4层析反射成像图

Fig.2ReflectiontomographyImage

2.5预报结论与建议

通过对地震波波速，地震波反射扫描成像三维图及掌子面资料分析，可以得出如下结论：

(1)DK7+255.88～DK7+312.88段：该段岩层岩体较破碎，节理裂隙很发育，围岩变化很小。

(2)DK7+312.88～DK7+365.88段：该段岩层岩体极破碎，节理裂隙很发育，可能会产生细小断层，含有少量的地下水，施工时容易产生掉块，加强初期支护和排水工作。

(3)由于车站为两端对向开挖，进行TSP探测时，另一端DK7+312.88～DK7+365.88里程段已经进行了导洞施工，完成了初期支护。相当于人为提高了该段的反射系数，测试结果显示该段破碎程度明显增大，但不是岩层的破碎，而是反射波作用到初支上的结果。

2.6TSP的优缺点

(1)优点：

①采用三维数据处理技术，能够清晰直观的反映地质体的异常情况，能有效地对反射异常区域进行识别解释。

②在数据采集上实现无线传输，更为有效快捷。

③不使用炸药作为震源，减少了对隧道围岩产生的挤压破坏。

(2)缺点：TSP系统要在三维空间内布置传感器，因此必须使用升降设备将传感器安装在隧道的拱顶、拱腰等位置，而且必须测量出TSP的三维大地坐标(精确到10cm以内)，这给预报作业又增加了一定的难度。另外，TSP采用锤击震源激发地震波，要求传感器灵敏度高以便更好地接受地震波信号，但是传感器接收到的外界干扰噪声的能量与采集信号的灵敏度高低是成正比的，如何消除干扰是有待解决的问题[3]。

2.7在本工程中还将TSP与地质雷达(GPR)结合使用

GPR一般用作距离为30米以内的短距离预测，地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，对于断层带特别是含水带与破碎带有较高的识别能力，而且操作方便，占用施工时间少，处理数据速度快[4]。对于地铁工程，由于埋深较浅，采用地质雷达可以直接探测到地下部分的地质状况。

表1TSP与GPR比较

Table1TSPcomparedwiththeGPR

TSP

GPR

預测距离

100～150m

30m以下

特点

对含水体效果差，TSP能描绘到隧道水平和垂直方向的所有异常。对于斜交隧道(尤其是大角度斜交隧道)的裂隙可能没有反映。对于所描绘的倾斜裂隙，会低估它们的距离。

对破碎带，空洞，含水体效果好，预测距离短。

本工程中GPR的预测结论为：

(1)由于施工段位于市区，探测区内地下管线较多，表现为雷达图像地表部分较多异常;探测范围内深部暂未发现异常体。

(2)探测剖面中显示2车站地下导洞C1-C2段的6-50m基层有轻微破坏，建议在1站-2站整个施工段爆破施工中，加强支护和监测。

地铁工程一般位于城市的繁华地段，大部分城市都有错综复杂的地下管网，甚至是地下商场等隐蔽性建(构)筑物。施工过程具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点，又因其复杂的地质和外部情况，给施工带来了诸多不便，如果地质状况不良，施工措施不当，将有可能引起重大的安全事故。因此将短距离预测与长距离预测相结合，可以得到更为准确的结果，能够更有效地反映地下的真实状况。

3结论

TSP可以准确预测隧道前方围岩地质体的性质、位置和规模。可以减少隧道施工过程中的盲目性，避免隧道施工过程中可能的重大不良地质或灾害地质的发生。在实际施工中，根据现场预报结果，及时调整或修正围岩分级、设计参数及施工方法，正确指导施工，使施工安全、经济合理、高效地进行。但是随着隧道工程复杂性的增加，仅仅使用一种勘测手段进行地质超前预报已经不能满足超前预报的要求，要学会综合各种勘测手段的优缺点，综合利用多种勘测技术，选用高素质、经验丰富的勘测人员进行预报，才能更准确地做好地质超前预报，更好地为地下工程的施工服务。

参考文献

作者：周可璋 周浩 卢宁 何中联 王伟