[发明专利]钻爆法施工中利用爆破信号超前地质预报装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号识别技术，尤其是一种钻爆法施工中利用爆破信号超前地质预报装置及使用方法。

背景技术

隧道工程作为一种地质工程，隧道设计和施工前的工程地质勘察，虽然在一定程度上对隧道的地质状况进行了预测和预报，但由于岩体的复杂性，勘察资料与隧道开挖后的实际情况可能会有较大的出入。我国水利水电、交通领域中有大量隧道工程，隧道工程地质灾害是制约隧道施工的关键因素，往往由于隧道前方地质情况不明，经常出现无法预料的地质灾害，如突水、突泥、坍塌、岩爆和有害气体等。灾害一旦发生，轻则冲毁机具，淹没隧道，正常施工被迫中断；重则造成重大人员伤亡，产生巨大的经济损失，甚至有些地下工程会因此被迫停建或改线。雷达设备可以进行隧道施工不良地质超前预报。在兴建水电工程之前，首先要进行工程地质勘察。工程地质勘察通常采用的手段是钻探，其优点是简单直接，缺点是对场地的空间要求较高，费用较大，而且只是“一孔之见”，孔间的地质情况仅靠推测，无法确定。正由于勘察资料无法完全准确反映施工掌子面前方的地质条件，施工带有很大盲目性，由于开挖而诱发的各类地质灾害具有不可选择性、复杂性、特殊性及突发性，因而常常成为制约隧道修建的最主要因素。因此,隧道施工地质超前预报是隧道施工过程中必不可少的一个十分重要的环节。目前，国内外钻爆法施工的隧道很多，对掌子面进行爆破时，会产生很强烈的震动波，但还没有方法将此震动波合理利用，用于超前地质预报，以实现对前方围岩的判识。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种操作简单、探测精度高、抗干扰、测量方便的钻爆法施工中利用爆破信号超前地质预报装置及使用方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种钻爆法施工中利用爆破信号超前地质预报装置，包括若干检波器、信号分离器、信号线、A/D转换器、单片机和上位机，所述若干检波器均匀设置于隧道两侧壁的若干钻孔中，检波器与信号分离器相连，信号分离器通过信号线与A/D转换器相连，A/D转换器与单片机相连，单片机与上位机相连。

所述信号线为光缆。

所述隧道每一侧壁上均埋设有六个检波器。

所述隧道每一侧壁上的每两个检波器之间的间距为4m，埋深为2m，靠近掌子面埋设。

一种钻爆法施工中利用爆破信号超前地质预报装置的使用方法，步骤如下：

1）将检波器布置在隧道侧壁上的钻孔内，单侧埋设6个检波器，两侧共12个，间距4m，埋深2m，靠近掌子面；

2）当接收到反射波信号时，检波器将接收到的信号通过光缆线芯传输到信号分离器进行信号分离，并得到模拟信号；

3）信号分离器将得到的模拟信号通过接头及电缆传输到A/D转换器；

4）A/D转换器将生成的模拟信号转换成数字信号，然后送入单片机；

5）单片机通过已经输入的功能程序，将数字信号以曲线的形式呈现在上位机上。

本发明的有益效果是，本发明具有操作简单、探测精度高、抗干扰、测量方便等优点。

附图说明

图1是本发明检波器埋设示意图；

图2是本发明系统原理图；

其中1.信号分离器，2.A/D转换器，3.单片机，4.上位机，5.检波器，6.信号线，7.钻孔，8.掌子面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，钻爆法施工中利用爆破信号超前地质预报的装置，包括检波器5、信号分离器1、信号线6、A/D转换器2、单片机3和上位机4，检波器5布置在侧壁钻孔7内，单侧埋设6个检波器5，共12个，间距4m，埋深2m，尽量靠近掌子面8。检波器5与信号分离器1相连，信号分离器1通过信号线6与A/D转换器2相连，A/D转换器2与单片机3相连，单片机3与上位机4相连。图1中的X、Y分别表示隧道的横向和纵向方向。S1-S12分别表示12个检波器。

当接收到反射波信号时，通过检波器5的分向器传向检波器5的检波芯，然后通过信号线6传输到信号分离器1，再由信号分离器1传输到位于钻爆后台的处理机进行信号处理，将得到的模拟数据通过接头及电缆传输到A/D转换器2，生成模拟信号，再将A/D转换器2将生成的模拟信号转换成数字信号，然后送入单片机3，单片机3通过已经输入的功能程序，将数字信号以曲线的形式呈现在上位机4上，最终传向数据终端进行图像显示。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。