[發明專利]多路屏蔽型電纜、激發極化探測裝置及方法

有效

• 申請號: 202011109923.2
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112415605B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 劉征宇;陳安東;姜海龍;宋志成;鄧朝陽;孫法合;董昭;解冬東
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東高速集團有限公司
• 主分類號: G01V3/02
• 分類號: G01V3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明屬于激發激化領域，提供了一種多路屏蔽型電纜、激發極化探測裝置及方法。其中，多路屏蔽型電纜包括總纜，所述總纜包括若干個纜芯，每一纜芯包含四路電極，將同一橫截面的四路電極組成一個電極系并作為電纜的一個節點，節點對應供電點位；同一電極系中四路電極同時采集且不同電極系之間的切換。其適用于隧道復雜環境激發極化探測，既可以一次性布設，且可以多路同時采集，操作簡便，提高探測效率，減少對隧道施工進度的影響。

技術領域

本發明屬于激發激化領域，尤其涉及一種多路屏蔽型電纜、激發極化探測裝置及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

在隧道施工建設過程中，由于地質條件的復雜多變和現有技術水平的限制，地表勘查無法將不良地質體全部查明。因此，開展隧道內部的超前地質預報是對前期勘查的有力補充，提前探明掌子面前方不良地質體的位置與規模，制定與之相適應的施工方案，安全經濟的通過不良地質段。

在目前的隧道施工中，激發極化法是一種比較常用且有效的超前地質預報方法，它是電法的分支，可以對隧道掌子面前方水體等不良地質體進行探測。目前應用的激發極化法觀測模式為在隧道掌子面布置測量電極系M和供電電極A0，在測量電極系的后側周邊圍巖布置4個供電電極組成供電電極系A，供電B電極與測量N電極位于隧道后方無窮遠處。探測時，4個供電電極系A供入相同電流，測量電極系M測量電勢，待陣列測量電極系中的每個測量電極測量結束后，然后向掌子面后方移動供電電極系A，繼續測量陣列電極M的電勢，直至供電電極系移動到預定位置探測結束，見圖1。

在隧道施工中，尤其是TBM施工隧道中，施工工序非常緊湊，留給預報的時間有限，因此，提高探測效率，不影響施工進度對于超前地質預報來說是非常重要的。電纜作為激發極化法探測的重要器件，發明人發現，在以往隧道施工中(除搭載式儀器外)，圍巖跑極只能單個電極點進行，人員換點和采集效率較低，探測時間較長。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的第一個方面提供一種多路屏蔽型電纜，其適用于隧道復雜環境激發極化探測，既可以一次性布設，且可以多路同時采集，操作簡便，提高探測效率，減少對隧道施工進度的影響。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種多路屏蔽型電纜，包括總纜，所述總纜包括若干個纜芯，每一纜芯包含四路電極，將同一橫截面的四路電極組成一個電極系并作為電纜的一個節點，節點對應供電點位；同一電極系中四路電極同時采集且不同電極系之間的切換。

本發明的第二個方面提供一種激發極化探測裝置，其包括如上述所述的多路屏蔽型電纜。

本發明的第三個方面提供一種激發極化探測裝置的使用方法，其包括：

將多路屏蔽型電纜安裝于TBM線槽內，并按照供電電極點位固定節點位置；

將節點上導體線芯與供電電極連接，并固定供電電極位置與圍巖耦合；

將探測主機設定成四路同時采集，按照標號從第一圈電極系依次向后方探測；

將線纜與供電電極斷開，結束采集。

本發明的有益效果是：

(1)本發明提出的一種適用于隧道復雜環境激發極化探測的多路屏蔽型電纜，該裝置將多路電極集成到一條總纜中，一次布設即可完成探測點位的數據采集，且總纜可搭載于TBM線槽內，免去探測前安裝和探測完成收線纜的工作，提高了探測效率。

(2)本發明的該電纜中同一電極系的四路電極可同時供電進行激發極化探測，數據采集速度有較大提高。

(3)本發明的該電纜多圈電極系均集成到總纜中，通過主機控制供電電極，實現不同電極系之間的自動切換，省去了跑極的時間和人力配置，節省了探測時間和人力成本。