[發(fā)明專利]一種超前探測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110343938.3
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN113107506B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 王巖;張國強;畢欣;付春青;錢新;李斌;劉冬;陳金剛;李黎
• 申請（專利權）人: 北京住總集團有限責任公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D9/093;E21D9/00;G01V3/08;G01V3/10;G01V3/14
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種超前探測方法，基于超前探測裝置進行地質超前探測。超前探測裝置包括控制模塊和發(fā)射模塊組，探測方法至少包括如下步驟：發(fā)射模塊組發(fā)射用于直流探測的第一探測信號，控制模塊發(fā)送第一使能信號；發(fā)射模塊組發(fā)射用于瞬變電磁探測的第二探測信號和/或發(fā)射用于核磁共振探測的第三探測信號，控制模塊基于盾構機的運行狀態(tài)和停機時間生成第二使能信號和/或第三使能信號。

本案為申請?zhí)枮?01911075570.6，申請日期為2019年11月5日，申請類型為發(fā)明專利，申請名稱為一種基于地質超前探測的盾構機的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及隧道盾構技術領域，尤其涉及一種超前探測方法。

背景技術

盾構機是一種全封閉的隧道掘進機，屬于一種用于挖掘隧道等通道的機械設備，其是一種既能支承地層的壓力、又能在地層中掘進的施工機具，驅動元件抵靠在挖掘的通道內安裝的襯砌管片并伸長以為盾構刀盤提供向前掘進反力。用盾構機進行隧洞施工具有自動化程度高、節(jié)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(jīng)濟合理。但是，地鐵盾構施工大多地處密集地段，周邊環(huán)境復雜，穿越各種建筑物、鐵路、河流、橋梁等作業(yè)日益頻繁，而且由于施工節(jié)點較多，施工單位不同，管理理念、水平不一，給地鐵工程的建設及將來的運營管理留下不容忽視的問題和安全隱患，地鐵施工引發(fā)的安全事故嚴重影響人民生命及財產安全，造成了建設和運營截然不同的社會效益，影響不容小覷。

地質探測可以比喻為醫(yī)生的“聽診器”，能夠了解不同深度的地質結構特征。地質探測有著較長的發(fā)展史，且積累了大量的知識經(jīng)驗。例如，1992年Sattel等人在瑞士一個試點工程隧道內部使用了一種地震探測技術，探測方法是利用裝置在隧道墻壁上的信號接收器來接收由小爆破產生的地震波能量，以此來預測掌子面前方的地質狀況。

例如，公開號為CN104863602B的中國專利文獻公開了一種土質盾構隧道施工病害超前預報方法。在盾構機前方設置超前探測裝置，利用超前探頭可以探測到土層的側阻力、端阻力及孔隙水壓力，以確定土層性質，然后將結果輸送到盾構施工控制中心，形成土層分布和性質三維模型，并自動生成更大范圍內不斷修正的土層分布和性質預測三維模型，由此判斷前方土體工程性質，及時修訂施工方案和采取安全措施，節(jié)省工程成本，保證施工質量、避免發(fā)生重大安全事故。本發(fā)明可預知施工環(huán)境，優(yōu)化施工方案、采取安全措施，安全、方便、節(jié)省材料、可適用于不同性質的土層，是盾構施工中一種準確經(jīng)濟的土質盾構隧道施工病害超前預報方法。

例如，公開號為CN110206548A的中國專利文獻公開了一種多功能支撐裝置、掘進面地質超前探測系統(tǒng)及掘進機，該掘進面地質超前探測系統(tǒng)包含：多功能支撐裝置，及地質探測裝置；所述多功能支撐裝置包含固定臂，與固定臂連接的伸縮臂，及為伸縮臂提供支撐動力的支撐油缸，伸縮臂工作端與待支撐設備或待支撐面連接；固定臂與掘進機截割臂鉸接，地質探測裝置設于伸縮臂工作端。本發(fā)明通過利用與掘進機截割臂固定的多功能支撐裝置將掘進面地質超前探測系統(tǒng)進行固定支撐，無需專用車輛或人工搬運，確保地質探測效率和探測安全，解決場地限制問題，滿足實時性要求，適用性強，有效降低掘進作業(yè)安全事故，提高施工效率和施工質量，具有較強工程應用前景。

例如，公開號為CN105068128B的中國專利文獻公開了一種土壓平衡盾構搭載的三維激電法超前預報系統(tǒng)及探測方法，該系統(tǒng)利用刀盤上搭載的推進電極系統(tǒng)將針狀電極貫入土體進行供電和采集，克服了土壓平衡盾構沒有探測空間的困難；利用屏蔽電極使探測電流前向分布以及刀盤上的噴漿設備向刀盤和盾構周邊土體噴射高阻注漿材料克服了電磁干擾和盾構作為良導體導出電流的困難；利用全過程自動化控制，多路并行采集和快速反演手段克服了探測時間少的困難。該方法利用地質體電阻率差異實現(xiàn)了球狀風化體、軟硬分層地層、前方全斷面硬巖、卵石層、淤泥質層的探測；利用激發(fā)極化半衰時實現(xiàn)了富水層含水情況的探測。