[发明专利]盾构法施工中利用震动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，具体地说是一种盾构法施工中利用震动信号超前地质预报装置及使用方法。

背景技术

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。盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。目前，国内使用盾构机的工程越来越多，但是在使用盾构机掘进时，对于掌子面前方的地质情况无法及时预测，存在着重大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种发射与接收信号好、探测精度高、抗干扰、测量方便、可伸缩、测量耦合精度高的盾构法施工中利用震动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：

一种盾构法施工中利用震动信号超前地质预报装置，包括盾构刀盘，所述盾构刀盘上沿径向设有若干组滚刀片，在其中一组滚刀片中部分两个滚刀片的间隙中间隔设有激震装置伸缩槽和检波装置伸缩槽，激震装置伸缩槽和检波装置伸缩槽中分别对应地放置有激震装置和检波装置，检波装置通过信号传输线与数据处理终端相连。

所述盾构刀盘上沿边缘还设有若干出渣口。

所述盾构刀盘上沿径向十字交叉设有两组滚刀片。

所述激震装置伸缩槽至少有两个。

所述检波装置伸缩槽至少有四个。

所述激震装置为锤击式震源发生器，其由震杆和震源激发头连接组成，通过击打震杆将震动信号传输给震动激发头，再由震动激发头将震动信号传播到前方岩体中。

所述检波装置为检波器，检波器的前端设有检波器黄油土层，后端设有信号传输线，检波器通过检波器黄油土层与前方岩体耦合，当检波器接收到反射波时，通过信号传输线将反射波信号传输到数据处理终端。

所述激震装置伸缩槽和检波装置伸缩槽均能够伸缩。

一种盾构法施工中利用震动信号超前地质预报装置的使用方法，步骤如下：

1）先将装有激震装置的激震装置伸缩槽伸出，直至与前方岩体紧密相接，作为震源；

2）再将装有检波装置的检波装置伸缩槽一端涂抹黄油，同样将其伸出直至与前方岩体紧密相接，用于接收反射波；

3）然后逐一击打激震装置，将震动信号传输给震动激发头，再由震动激发头将震动信号传播到前方岩体中；同时通过检波器接收反射波，通过信号传输线将反射波信号传输到数据处理终端，然后对信号进行分析，从而判断前方地质情况。

本发明的有益效果是，本发明具有结构简单、探测精度高、抗干扰、测量方便、可伸缩、测量耦合精度高等优点。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是激震装置结构示意图；

图3是检波装置结构示意图；

其中1. 激震装置，2. 检波装置，3. 检波器黄油土层，4. 激震装置伸缩槽，5. 检波装置伸缩槽，6. 滚刀片，7. 盾构刀盘，8. 信号传输线，9. 震杆，10. 震动激发头，11. 出渣口。

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-图3所示，盾构法施工中利用震动信号超前地质预报装置，包括激震装置1、检波装置2、激震装置伸缩槽4、检波装置伸缩槽5和盾构刀盘7，激震装置伸缩槽4和检波装置伸缩槽5间隔设置于盾构刀盘7上一部分纵向滚刀片6之间，可伸缩，分别用于放置激震器1和检波装置2。盾构刀盘7上沿边缘还均匀设有四个出渣口11。

激震装置1为锤击式震源发生器，通过击打震杆9将震动信号传输给震动激发头10，再由震动激发头10将震动信号传播到前方岩体中。