[發明專利]盾構法施工中利用震動信號超前地質預報裝置及使用方法

有效

• 申請號: 201210205640.7
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102692639A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 田昊;李術才;薛翊國;李海燕;蘇茂鑫;邱道宏;孫懷鳳;徐咸輝
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種信號識別技術，具體地說是一種盾構法施工中利用震動信號超前地質預報裝置及使用方法。

背景技術

我國水利水電、交通領域中有大量隧道工程，隧道工程地質災害是制約隧道施工的關鍵因素，往往由于隧道前方地質情況不明，經常出現無法預料的地質災害，如突水、突泥、坍塌、巖爆和有害氣體等。災害一旦發生，輕則沖毀機具，淹沒隧道，正常施工被迫中斷；重則造成重大人員傷亡，產生巨大的經濟損失，甚至有些地下工程會因此被迫停建或改線。盾構隧道掘進機，簡稱盾構機。是一種隧道掘進的專用工程機械，現代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術，而且要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計制造，可靠性要求極高。盾構掘進機已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。用盾構機進行隧洞施工具有自動化程度高、節省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點，在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用盾構機施工更為經濟合理。目前，國內使用盾構機的工程越來越多，但是在使用盾構機掘進時，對于掌子面前方的地質情況無法及時預測，存在著重大的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種發射與接收信號好、探測精度高、抗干擾、測量方便、可伸縮、測量耦合精度高的盾構法施工中利用震動信號超前地質預報裝置及使用方法。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種盾構法施工中利用震動信號超前地質預報裝置，包括盾構刀盤，所述盾構刀盤上沿徑向設有若干組滾刀片，在其中一組滾刀片中部分兩個滾刀片的間隙中間隔設有激震裝置伸縮槽和檢波裝置伸縮槽，激震裝置伸縮槽和檢波裝置伸縮槽中分別對應地放置有激震裝置和檢波裝置，檢波裝置通過信號傳輸線與數據處理終端相連。

所述盾構刀盤上沿邊緣還設有若干出渣口。

所述盾構刀盤上沿徑向十字交叉設有兩組滾刀片。

所述激震裝置伸縮槽至少有兩個。

所述檢波裝置伸縮槽至少有四個。

所述激震裝置為錘擊式震源發生器，其由震桿和震源激發頭連接組成，通過擊打震桿將震動信號傳輸給震動激發頭，再由震動激發頭將震動信號傳播到前方巖體中。

所述檢波裝置為檢波器，檢波器的前端設有檢波器黃油土層，后端設有信號傳輸線，檢波器通過檢波器黃油土層與前方巖體耦合，當檢波器接收到反射波時，通過信號傳輸線將反射波信號傳輸到數據處理終端。

所述激震裝置伸縮槽和檢波裝置伸縮槽均能夠伸縮。

一種盾構法施工中利用震動信號超前地質預報裝置的使用方法，步驟如下：

1）先將裝有激震裝置的激震裝置伸縮槽伸出，直至與前方巖體緊密相接，作為震源；

2）再將裝有檢波裝置的檢波裝置伸縮槽一端涂抹黃油，同樣將其伸出直至與前方巖體緊密相接，用于接收反射波；

3）然后逐一擊打激震裝置，將震動信號傳輸給震動激發頭，再由震動激發頭將震動信號傳播到前方巖體中；同時通過檢波器接收反射波，通過信號傳輸線將反射波信號傳輸到數據處理終端，然后對信號進行分析，從而判斷前方地質情況。

本發明的有益效果是，本發明具有結構簡單、探測精度高、抗干擾、測量方便、可伸縮、測量耦合精度高等優點。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是激震裝置結構示意圖；

圖3是檢波裝置結構示意圖；

其中1.?激震裝置，2.?檢波裝置，3.?檢波器黃油土層，4.?激震裝置伸縮槽，5.?檢波裝置伸縮槽，6.?滾刀片，7.?盾構刀盤，8.?信號傳輸線，9.?震桿，10.?震動激發頭，11.?出渣口。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1-圖3所示，盾構法施工中利用震動信號超前地質預報裝置，包括激震裝置1、檢波裝置2、激震裝置伸縮槽4、檢波裝置伸縮槽5和盾構刀盤7，激震裝置伸縮槽4和檢波裝置伸縮槽5間隔設置于盾構刀盤7上一部分縱向滾刀片6之間，可伸縮，分別用于放置激震器1和檢波裝置2。盾構刀盤7上沿邊緣還均勻設有四個出渣口11。

激震裝置1為錘擊式震源發生器，通過擊打震桿9將震動信號傳輸給震動激發頭10，再由震動激發頭10將震動信號傳播到前方巖體中。