[實(shí)用新型]一種安裝在盾構(gòu)機(jī)上的彈性波反射法裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720210938.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN206722835U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘世航;孫宏志;王榮;王澤峰;鐘百同
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京水工資環(huán)新技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;G01V1/02;G01V1/16;G01V1/20
• 代理公司: 北京宣言律師事務(wù)所11509
• 代理人: 趙建剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及公路、鐵路隧道、地鐵、水電水利輸水隧洞等的施工地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種安裝在盾構(gòu)機(jī)上的彈性波反射法裝置。

背景技術(shù)

隧道和隧洞施工時(shí)的掌子面前方地質(zhì)預(yù)報(bào)是重要的一項(xiàng)工作。目前在用鉆爆法開挖時(shí)已有多種方法可以進(jìn)行預(yù)報(bào)工作，但在用盾構(gòu)機(jī)施工時(shí)，掘進(jìn)的刀盤前方不可能由人進(jìn)入操作，業(yè)界希望設(shè)備安裝在盾構(gòu)機(jī)上自動(dòng)操作，而且在刀盤前方充填著砂石、泥土、水、泡沫等物體，探查的元件若安裝在刀盤上，將很快被磨損。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的安裝在盾構(gòu)機(jī)上的彈性波反射法裝置，解決上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種安裝在盾構(gòu)機(jī)上的彈性波反射法裝置，包括激震器、檢波器、彈性裝置、導(dǎo)線和盾構(gòu)機(jī)的刀盤，在所述刀盤后面上設(shè)置鉆孔，所述鉆孔距離所述刀盤面有5～10cm不鉆透所述刀盤，將所述激震器和所述檢波器裝入所述鉆孔內(nèi)并且激震和接收朝向掘進(jìn)方向；

所述彈性裝置從后面將所述激震器和所述檢波器抵緊在所述刀盤上，使所述激震器和所述檢波器不致自由移動(dòng)即可；所述檢波器前端接收振動(dòng)信號(hào)一面，涂以耦合劑材料，作為所述檢波器與前方所述刀盤的鉆孔底的耦合劑；所述導(dǎo)線引出所述刀盤；

所述激震器和所述檢波器排列的布置形式包括：

a.沿所述刀盤的圓周方向排列，所述激震器在中間，兩側(cè)分別相距25cm～40cm各置一所述檢波器，所述檢波器和所述激震器朝向前方掌子面平行隧道中線方向；

b.沿所述刀盤的半徑方向布置，所述激震器在中間，沿半徑方向兩側(cè)分別相距25～60cm各置一個(gè)所述檢波器,所述檢波器朝向正前方平行隧道中線方向；或者一個(gè)所述檢波器朝向前方，一個(gè)所述檢波器偏向刀盤邊緣5°～7°；

c.與上述2種方式之一配合，沿所述刀盤半徑方向布置另一組裝置，所述激震器在中間，沿所述刀盤半徑方向在所述激震器兩側(cè)25～60cm各置一所述檢波器，所述檢波器朝向刀盤外緣方向分別為5°～10°和7°～15°，所述激震器朝向刀盤外緣方向?yàn)?個(gè)檢波器偏角和之1/2。

所述彈性裝置為彈簧，所述耦合劑材料為黃油或凡士林。

所述彈性裝置從后面將所述激震器和所述檢波器通過所述彈性裝置、硬管和后蓋抵緊在所述刀盤上。

所述引線從所述刀盤引向所述刀盤的主軸，在所述主軸中鉆有導(dǎo)線的通過孔，所述通過孔為2個(gè)，一個(gè)所述孔通過控制所述激震器的強(qiáng)電導(dǎo)線，一個(gè)所述孔通過所述檢波器連接主機(jī)的弱電導(dǎo)線。

所述引線從所述刀盤引向刀盤的主軸，在所述主軸中鉆有導(dǎo)線的通過孔，所述通過孔為1個(gè)，將連接所述檢波器的弱電導(dǎo)線和連接強(qiáng)電的所述激震器導(dǎo)線合成一組通過，將所述弱電導(dǎo)線加屏蔽層，避免強(qiáng)電脈沖產(chǎn)生電磁干擾。

所述激震器為超磁致伸縮震子并聯(lián)的激震器；所述檢波器為地震勘探用的高分辨率檢波器，采用單點(diǎn)連續(xù)剖面形式工作。

一種安裝在盾構(gòu)機(jī)上的彈性波反射法裝置的測量方法：

采用刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)測量方式，所述刀盤以0.2～0.5周/分轉(zhuǎn)動(dòng)速度運(yùn)行，每隔一定角度即激震器和檢波器轉(zhuǎn)動(dòng)一定距離測量一次，根據(jù)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度設(shè)定激振器的激震間隔時(shí)間，即一個(gè)測點(diǎn)，并確定了測點(diǎn)距；所述刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周為360°，即可完成多個(gè)測點(diǎn)形成的圓形測量剖面，資料處理后可形成一個(gè)圓筒形或者圓錐筒形的時(shí)間剖面圖。

在不作預(yù)報(bào)測量時(shí)，導(dǎo)線與主機(jī)引出導(dǎo)線脫離，以免盾構(gòu)機(jī)刀盤掘進(jìn)工作時(shí)導(dǎo)線纏繞；在測量時(shí)用人工或機(jī)械手將所述導(dǎo)線與所述主機(jī)引出導(dǎo)線連接；測后由人工或機(jī)械手將其脫離。

為測量掌子面前方土體和巖體波速，采用在邊墻設(shè)所述激震器向開挖面前方激震的方法：

A在所述激震器兩邊布置朝向掌子面方向的所述檢波器3～4個(gè)，形成一個(gè)短測線，所述激震器和所述檢波器設(shè)置在一個(gè)支架上，由人工或用機(jī)械手按壓在邊墻上，所述激震器沿著朝向掌子面即平行中線方向激震，所述檢波器測量從掌子面方向來的反射波；

B、測量的導(dǎo)線一直與主機(jī)連通；

C、測量時(shí)主機(jī)給激震的信號(hào)，所述激震器激震并給出要采集信號(hào)；

D與設(shè)在刀盤上的測量結(jié)果聯(lián)合，計(jì)算出波速。

線路的連接及互控信號(hào)，按順序?yàn)椋?/p>

a.盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與測量主機(jī)啟動(dòng)：

b.所述盾構(gòu)機(jī)在準(zhǔn)備好之后，發(fā)信號(hào)給所述測量主機(jī)；

c.所述測量主機(jī)啟動(dòng)給所述盾構(gòu)機(jī)發(fā)信號(hào)，同時(shí)給所述激震器啟動(dòng)信號(hào)；

d.所述盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，給出轉(zhuǎn)角信號(hào)給所述測量主機(jī)；