[發明專利]一種TBM掘進過程中圍巖波速構造連續自動測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201710444310.6
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107085238A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 張曉平;呂根根;張旗;張夢
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 薛玲

1.一種TBM掘進過程中圍巖彈性波速構造連續自動測量裝置，其特征在于：包括安裝在TBM機水平支撐（1）上的若干液壓伸縮桿（2）；設置在液壓伸縮桿（2）伸縮端的檢波器（3）；小錘（4）；總控制開關（8）；數據采集器（10）；所述總控制開關（8）控制液壓伸縮桿（2）的伸縮，所述液壓伸縮桿（2）以一定的壓力將檢波器（3）固定在圍巖洞壁（6）上，所述檢波器（3）采集小錘（4）錘擊圍巖洞壁（6）后產生的表面波，小錘（4）每次敲擊后自動觸發數據采集器（10）的記錄系統將檢波器（3）采集的波形數據連續自動的記錄下來進而進行波形處理、頻散分析、構造分析。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于：所述液壓伸縮桿（2）與TBM機水平支撐（1）之間設有檢測液壓伸縮桿（2）壓力的壓力傳感器（7），每個壓力傳感器（7）連接有測量壓力的壓力測量計（11）。

3.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于：每個液壓伸縮桿（2）包括控制該液壓伸縮桿伸縮的獨立開關（9）。

4.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于：檢波器（3）與圍巖壁（6）接觸面間涂有薄層黃油、或甘油、或凡士林。

5.一種TBM掘進過程中圍巖彈性波速構造連續自動測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將若干液壓伸縮桿（2）固定在TBM機水平支撐（1）上，每個液壓伸縮桿（2）伸縮端固定檢波器（3）；

步驟2：在TBM機器施工換步時打開控制液壓伸縮桿的總控制開關（8），液壓伸縮桿（2）伸出通過一定壓力將檢波器（3）固定在圍巖壁（6），記錄每個接觸測點位置；

步驟3：當檢波器（3）與圍巖壁（6）之間的壓力達到預定值后關閉總控制開關（8），打開數據采集器（10），小錘（4）敲擊圍巖壁（6），檢波器（3）接收經圍巖傳播過來的表面波信號，數據采集器（10）的記錄系統在小錘（4）敲擊圍巖壁（6）的信號的觸發下將檢波器（3）采集的波形數據連續自動的記錄下來；

步驟4：在一次測量結束后，打開總控制開關（8）使液壓伸縮桿（2）收縮至水平支撐（1）上，液壓伸縮桿（2）跟隨水平支撐（1）向前移動一定距離，距離小于或等于一次測量的長度，在TBM機再一次換步時打開總控制開關（8）重復步驟2和步驟3的過程；

步驟5：將采集到的表面波進行波形處理、頻散分析，最后通過地下構造分析推測介質內部的彈性波速度構造。

6.根據權利要求5所述的測量方法，其特征在于：檢波器（3）與巖壁（6）之間的壓力通過設置在液壓伸縮桿（2）與TBM機水平支撐（1）之間壓力傳感器（7）檢測。

7.根據權利要求6所述的測量方法，其特征在于：所述步驟3中，對與圍巖壁（6）接觸不充分或接觸壓力過大的檢波器（3）通過每個液壓伸縮桿（2）的獨立開關（9）進行微調。

8.根據權利要求5所述的測量方法，其特征在于：檢波器（3）與圍巖壁（6）接觸面間涂有薄層黃油、或甘油、或凡士林。