(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210472426.1 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 中铁科学研究院有限公司 地址 610000 四川省成 都市金牛区金仙桥 路1号 (72)发明人 张金存　李涛　宋响军　张龙　 刘乃康　林小龙　毛泽斌　舒中文　 (74)专利代理 机构 成都智言知识产权代理有限 公司 51282 专利代理师 濮云杉 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G01V 11/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种铁路隧道建设的采空区病害原因分析 方法 (57)摘要 本发明涉及道路建设技术领域， 尤其涉及一 种铁路隧道建设的采空区病害原因分析方法， 包 括以下步骤： 步骤1： 对待检测道路进行物理勘探 分析， 得到物理勘探结果； 步骤2： 对待检测道路 进行病害监测， 得到监测结果； 步骤3： 对待检测 道路进行工程地质钻探分析， 得到钻探分析结 果； 步骤4： 基于物理勘探结果、 监测结果以及钻 探分析结果 建立数值计算模型， 基于数值计算模 型计算得到最终分析结果。 本发 明通过建立数值 计算模型， 并基于步骤1到步骤3中所检测的结 果， 进行分析得到数值计算模型所需要的对应参 数， 并将其导入数值计算模型中进行计算， 得到 最终的病害原因分析结果， 实现了对隧道病害进 行监测分析， 并为后续处 理提供了充足的依据。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114861271 A 2022.08.05 CN 114861271 A 1.一种铁路隧道建 设的采空区病害原因分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 对待检测道路进行物理勘探分析， 得到物理勘探结果； 步骤2： 对待检测道路进行病害监测， 得到监测结果； 步骤3： 对待检测道路进行工程 地质钻探分析， 得到钻探分析 结果； 步骤4： 基于物理勘探结果、 监测结果以及钻探分析结果建立数值计算模型， 基于数值 计算模型计算得到最终分析 结果。 2.根据权利要求1所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述步骤1包括以下步骤： 步骤1.1： 采用地震映像法对隧道的隧道 底部和路基段进行整体 检测， 得到普查结果； 步骤1.2： 基于普查结果结合地质资料采用电磁波CT扫描法对病害的规模、 走向和 深度 进行控制； 通过电磁波CT扫描法得到电磁波CT成果图， 并基于电磁波CT成果图确定异常区 域。 3.根据权利要求1所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述步骤2包括以下步骤： 步骤2.1： 采用车载探地雷达对隧道及 路基进行检测， 得到隧道衬砌病害检测数据表和 地基病害检测数据表； 步骤2.2： 在隧道的两侧边墙按隧道长度方向上15m间距对称布设用于监测衬砌变形的 监测点位； 得到监测点 位时间‑位移关系成果曲线图； 步骤2.3： 布设沉降变形监测点位， 沉降变形监测点位布设于隧道底板线路中心， 在监 测范围内以5 m间距在底板布设监测点， 超 出监测点范围分别向两侧以10 m、 15m以及20m的间 距增加3个监测点； 通过监测点位进行监测， 得到隧道底板不同里程点位各监测点的里程 ‑ 累计沉降量变形曲线。 4.根据权利要求1所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述步骤3包括以下步骤： 步骤3.1： 基于钻孔揭露地层岩性及分布特 征， 得到隧址区纵断面图； 步骤3.2： 对钻孔揭露 的地层岩性以及分布特征进行物 理力学特征分析， 得到场地内物 理学参数 试验统计表； 步骤3.3： 基于钻孔揭露的地层岩性及分布特征， 得到岩石结构类型， 并基于岩石质量 指标RQD值、 岩层采取率以及损耗 率对岩体完整性进行分析。 5.根据权利要求4所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述步骤3.3中基于钻孔揭露的地层岩性及分布特征， 量测出各钻孔岩 体在不同深度的RQD 值， 以RQD值 为横坐标， 高程 为纵坐标， 建立RQD ‑高程变化关系曲线图。 6.根据权利要求4所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述步骤3.3中基于钻孔揭露的地层岩性及分布特征， 量测统计得出各钻孔在不同深度不 同回次采取率 值， 以采取率 值为横坐标， 高程 为纵坐标， 建立采取率 ‑高程变化关系曲线图。 7.根据权利要求4所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述步骤3.3中基于钻孔揭露的地层岩性及分布特征， 量测各钻孔揭露岩体岩芯长度每米 的损耗率， 统计得到钻孔揭露岩体不同深度 的损耗率， 以损耗率值为横坐标， 高程为纵坐 标， 建立岩体损耗 率‑高程变化关系曲线图。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114861271 A 28.根据权利要求1所述的一种铁路隧道建设的采空区病 害原因分析方法， 其特征在于， 所述数值计算模型采用Midas  GTS NX软件建立数值计算模型， 以工程地质断面图为依据， 建立平面模型， 在横向、 竖向方向上的数值计算模型范围取值80m*83m， 宽度自隧道轴线向 两侧各取40m， 隧道埋深取典型值43m； 围岩采用平面应变单元类型， 衬砌采用梁单元类型， 共划分68 87个节点和6947 各单元， 计算数值计算模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114861271 A 3