[發明專利]一種基于隧道開挖爆破信號的超前地質預報裝置及方法

在審

• 申請號: 201810317455.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108732612A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 李萬寶;代柳娟;蘇建坤;張寒韜;郭俊峰
• 申請（專利權）人: 云南航天工程物探檢測股份有限公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種基于隧道開挖爆破信號的超前地質預報裝置及方法，基于隧道開挖爆破信號的超前地質預報裝置包括：在隧道施工掌子面上設置爆破炮點；在隧道施工掌子面前方的隧道拱壁上可拆卸安裝數據采集設備；在數據采集設備和隧道施工掌子面之間的位置，且位于隧道拱壁上可拆卸安裝數據采集前置端。優點為：通過在掌子面前方的固定位置安裝數據采集前置端，再通過數據采集前置端和數據采集設備的通信，實現了對數據采集設備開始采集振動數據的觸發，因此，不需要使激發裝置有線連接觸發裝置，從而方便施工；直接借助施工過程中的爆破信號作為震源，可獲取大量的爆破信號，有利于后續進行超前地質預報。

技術領域

本發明屬于隧道超前地質預報探測技術領域，具體涉及一種基于隧道開挖爆破信號的超前地質預報裝置及方法。

背景技術

在國家擴大內需，加大基礎設施建設的政策指導下，各類新建隧道在全國各地如雨后春筍般紛紛動工。而在勘查設計階段不可能準確得到隧道洞身范圍內的工程地質、水文地質情況。因而在隧道施工過程中經常會遇到斷層、破碎帶、軟弱地層、巖溶等不良地質情況，如果在隧道施工開挖時不能準確地預測到這些不良地質體，不僅存在塌方、突水突泥等潛在危險，而且嚴重影響隧道施工進度。因而，針對隧道施工過程中可能遇到的不良地質體進行及時準確地超前預報，可以采取有效方法進行防護，大幅度降低工程費用、確保施工安全并消除工程安全隱患。

地震反射法是工程物探中常用的方法之一，是目前國內外隧道超前地質預報采用的主要方法。在國內鐵路、公路和水利水電領域的隧道工程施工中，主要使用的是TSP超前地質預報系統進行探測，并結合地質調查和地質雷達等方法進行綜合評價，取得了較好的效果。

現有的TSP超前地質預報系統，主要采用的方式為：在隧道掌子面處采用激發裝置進行激發，從而產生地震信號；激發裝置需要同時有線連接一個觸發裝置，該觸發裝置與布置于隧道拱壁上的地震信號采集終端有線連接，因此，當激發裝置產生地震信號時，通過觸發裝置及時通知地震信號采集終端進行地震信號的采集，保證地震信號采集終端采集到初至波，而初至波在超前地質預報分析中具有重要的分析價值。

上述TSP超前地質預報系統，主要存在以下不足：(1)激發裝置需要有線連接一個觸發裝置，從而不方便激發裝置產生地震信號，具有操作不方便的不足。(2)觸發裝置需要有線連接地震信號采集終端，具有布線繁瑣的問題。(3)上述的有線連接方式，易妨礙施工，影響現場施工進度。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種基于隧道開挖爆破信號的超前地質預報裝置及方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種基于隧道開挖爆破信號的超前地質預報裝置，在隧道施工掌子面上設置爆破炮點(1)；在隧道施工掌子面前方的隧道拱壁上可拆卸安裝數據采集設備(2)；在數據采集設備(2)和隧道施工掌子面之間的位置，且位于隧道拱壁上可拆卸安裝數據采集前置端(6)；在隧道內布置無線傳輸模塊(8)；在隧道外部且靠近隧道入口位置安裝網關(10)；

所述數據采集前置端(6)與所述數據采集設備(2)無線通信連接；所述數據采集前置端(6)通過所述無線傳輸模塊(8)與所述網關(10)無線通信連接；所述網關(10)與遠程的后臺處理平臺(11)有線連接。

優選的，所述數據采集設備(2)的數量為3個，分別布置于兩側拱腰及拱頂位置。

優選的，所述數據采集設備(2)包括固定板(4)和三分量無線數據采集終端(5)；所述三分量無線數據采集終端(5)設置于所述固定板(4)的正面，所述固定板(4)的背面緊靠隧道拱壁(3)；所述三分量無線數據采集終端(5)和所述固定板(4)通過緊固螺栓固定到隧道拱壁(3)上面。

優選的，所述數據采集前置端(6)距離隧道施工掌子面的距離為10米。