技术领域
[0001] 本发明属于建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种暗挖通道砂层中仰挖施工方法。
相关背景技术
[0002] 暗挖通道是指在地下进行秘密或隐蔽的挖掘工作，用于建造地下通道或隧道。这项技术通常在军事、情报、安全和基础设施领域得到应用。在暗挖通道的设计和施工前，需要进行详尽的地质勘探和地下水文地质调查。这些调查可以提供有关地下土层、地下水位、地下水流动等信息，以确定施工的可行性和可能遇到的地质问题。暗挖通道的设计通常考虑到隐蔽性和安全性。这包括选择较难被侦测或发现的位置，利用地下的自然或人工掩护物，采用适当的通道形状和尺寸，以减少被发现的风险。在暗挖通道的背景技术中，选择适合的施工材料和设备是至关重要的。这些材料和设备应具备隐蔽性、适应地下环境和地质条件的特点，同时要满足很高的工程质量和安全标准。暗挖通道的施工技术通常要求在不引起过多地震或振动的情况下进行，以避免被地面敏感设备或监测系统探测到。一些常用的施工技术包括盾构、钻爆法、掘进机法等，这些方法可以根据实际情况选择。
[0003] 但是现有的暗挖通道砂层中仰挖容易造成超挖、塌方、地表沉降，安全性低。
具体实施方式
[0065] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0066] 如图1所示，是本发明提供的一种暗挖通道砂层中仰挖施工方法的操作流程图，在图中，包括以下步骤：
[0067] S10：基于接收天线反射信号的频率和波长对选定位置的土壤湿度进行估计，并通过定点局部采样法采集地表4‑10m的土壤进行分析，保证仰挖施工的安全性；
[0068] S20：对选定位置地表的杂物进行清理，在选定位置周围搭建支撑结构；
[0069] S30：通过地质勘探，确定选定位置处地下水源的水位深度以及变化，确定位置建设导流井，导流井用于水的渗入；
[0070] S40：在选定位置对地层进行超前加固，保证仰挖施工所穿越的地层的稳定性；
[0071] S50：对选定位置进行方格划分，逐步进行土方开挖；
[0072] S60：在土方开挖的同时安装地下支护，增强地下空间的稳定性和安全性；
[0073] S70：初支喷射混凝土，完成暗挖通道砂层中仰挖施工。
[0074] 使用时，基于接收天线反射信号的频率和波长对选定位置的土壤湿度进行估计，并通过定点局部采样法采集地表4‑10m的土壤进行分析，保证仰挖施工的安全性；对选定位置地表的杂物进行清理，在选定位置周围搭建支撑结构；通过地质勘探，确定选定位置处地下水源的水位深度以及变化，确定位置建设导流井，导流井用于水的渗入；在选定位置对地层进行超前加固，保证仰挖施工所穿越的地层的稳定性；对选定位置进行方格划分，逐步进行土方开挖；在土方开挖的同时安装地下支护，增强地下空间的稳定性和安全性；初支喷射混凝土，完成暗挖通道砂层中仰挖施工。
[0075] 其中，在上述技术方案中，基于接收天线反射信号的频率和波长对选定位置的土壤湿度进行估计的具体步骤为：
[0076] 第一步，施工人员将无线射频信号的发射天线和多根接受天线并列排布在选定位置的土壤上，多根接受天线形成天线阵列；
[0077] 第二步，施工人员操作发射天线发射无线射频信号，在一定频率范围内对多根接受天线的信号进行等间隔扫描；
[0078] 第三步，施工人员检查相邻接收天线信号的相位差，设置阈值进行信号过滤，舍弃非土壤层的反射信号；
[0079] 第四步，施工人员利用迭代方法对信号过滤后的相邻接收天线信号的相位差进行联合估计，确定选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长；
[0080] 第五步，施工人员基于接收天线反射信号的频率和波长估计选定位置的每层土壤的介电常数，利用Topp经验公式计算每层土壤的湿度。
[0081] 进一步的，在上述技术方案中，施工人员基于接收天线反射信号的频率和波长估计选定位置的每层土壤的介电常数的具体公式为：
[0082] ε＝(c2)/(f2×ρw×(λ2))；
[0083] 其中，ε为估计得到的土壤介电常数，c为光速，f为基于接收天线反射信号的频率，ρw为纯水的密度，λ为基于接收天线反射信号的波长。
[0084] 进一步的，在上述技术方案中，Topp经验公式为：
[0085] θ＝((ε‑εr)/(εs‑εr))×100％；
[0086] 其中，θ为土壤体积含水量，ε为估计得到的土壤介电常数，εr为干燥土壤的介电常数，εs为饱和土壤的介电常数。
[0087] 进一步的，在上述技术方案中，迭代方法包括最小二乘法和最大似然估计法。
[0088] 施工人员采用最小二乘法对信号过滤后的相邻接收天线信号的相位差进行联合估计，确定选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长的具体步骤包括：
[0089] 第一步，将信号过滤后的相邻接收天线信号的相位差记为D，选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长记为θ；
[0090] 第二步，施工人员采用相位差的平方和的函数初始化选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长θ；
[0091] 第三步，施工人员采用原始数据对选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长θ进行初始估计；
[0092] 第四步，施工人员根据当前的选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长θ进行初始估计值，计算信号过滤后的相邻接收天线信号的相位差记D；
[0093] 第五步，重复迭代步骤，更新信号过滤后的相邻接收天线信号的相位差记D的值；
[0094] 第六步，确定选定位置的土壤的深度以及穿越选定位置的每层土壤的反射信号波长。
[0095] 进一步的，在上述技术方案中，通过定点局部采样法采集地表4‑10m的土壤的具体步骤为：
[0096] 第一步，根据土壤类型的代表性、地形特征选择合适的采样地点；
[0097] 第二步，将选定位置地表的土壤进行划分，划分为5m*5m的方格，交点位置为定点采样位置；
[0098] 第三步，准备适当的采样工具和设备，确保采样设备干净、无污染；
[0099] 第四步，在每个选定的定点采样位置上，用采样设备插入土壤，深度为4‑10米；
[0100] 第五步，利用采样设备在相应的深度范围内采集土壤样品；
[0101] 第六步，将采集到的土壤样品存放在干净的容器中，进行标识和记录。
[0102] 进一步的，在上述技术方案中，通过地质勘探，确定选定位置处地下水源的水位深度以及变化，确定位置建设导流井，用于水的渗入的具体步骤为：
[0103] 第一步，通过地质勘探进行地质调查，包括地貌、地层岩性、断裂带等方面的调查，以获得选定位置的地质背景信息；
[0104] 第二步，在选定位置处安装水位计及监测井，用于监测地下水位深度以及变化；
[0105] 第三步，定期采集地下水位的测量数据，包括水位深度及变化；
[0106] 第四步，对采集到的地下水位数据进行分析和解释，包括确定水位深度的平均值、季节性变化、长期趋势；
[0107] 第五步，根据地下水位深度的平均情况以及变化特征，确定导流井的建设位置；
[0108] 第六步，在导流井建设完成后，进行井筒的检漏测试，确保井筒的密封性和稳定性。
[0109] 导流井应该位于地下水位较低的区域，以便有效地引导地下水流动。
[0110] 进一步的，在上述技术方案中，在选定位置对地层进行超前加固，保证仰挖施工所穿越的地层的稳定性的具体步骤为：
[0111] 根据地质调查和勘探结果，结合仰挖施工的需求，设计适当的超前加固措施，超前加固措施注浆加固和安装地下围护结构。
[0112] 进一步的，在上述技术方案中，在土方开挖的同时安装地下支护，增强地下空间的稳定性和安全性的具体步骤为：
[0113] 在土方开挖到一定深度后，根据设计要求，安装钢支撑来支撑土方，防止土壤塌方；
[0114] 钢支撑采用钢板桩、钢型材、钢筋混凝土桩形式。
[0115] 进一步的，在上述技术方案中，初支喷射混凝土，完成暗挖通道砂层中仰挖施工的具体步骤为：
[0116] 第一步，在仰挖通道的上方和两侧安装导板，以确保混凝土喷射过程中能够控制挖掘面形状和尺寸；
[0117] 第二步，开始进行喷射混凝土，将混凝土通过喷射机喷射到挖掘面上，并在挖掘面上形成一层初支；
[0118] 第三步，在施工过程中，控制喷射混凝土的厚度和质量；
[0119] 第四步，持续进行喷射混凝土，逐渐向前推进，形成连续的初支；
[0120] 第五步，完成暗挖通道砂层中仰挖施工。
[0121] 具体的，本发明的原理是：基于接收天线反射信号的频率和波长对选定位置的土壤湿度进行估计，并通过定点局部采样法采集地表4‑10m的土壤进行分析，保证仰挖施工的安全性；对选定位置地表的杂物进行清理，在选定位置周围搭建支撑结构；通过地质勘探，确定选定位置处地下水源的水位深度以及变化，确定位置建设导流井，所述导流井用于水的渗入；在选定位置对地层进行超前加固，保证仰挖施工所穿越的地层的稳定性；对选定位置进行方格划分，逐步进行土方开挖；在所述土方开挖的同时安装地下支护，增强地下空间的稳定性和安全性；初支喷射混凝土，完成暗挖通道砂层中仰挖施工。
