[发明专利]一种搭载于TBM上实时超前水压探测装置与方法

权利要求书

1.一种搭载于TBM上实时超前水压探测装置，其特征是：包括钻头、压敏陶瓷膜片和电阻传感器，其中，所述钻头与超前钻机钻杆相适配，所述钻头呈I型，中间段横截面小于两端横截面，所述中间段一侧开孔，孔内设置电阻传感器，所述压敏陶瓷膜片设置在孔表面，与所述电阻传感器相连，感应水压并进行输出；

所述钻头进行超前钻探时，中间段承载水，形成环形密闭的饱水空间；

所述压敏陶瓷膜片感应环形饱水空间的水压并将其转化为电信号。

2.如权利要求1所述的一种搭载于TBM上实时超前水压探测装置，其特征是：所述孔用所述压敏陶瓷膜片封堵，封堵连接处进行密封。

3.如权利要求1所述的一种搭载于TBM上实时超前水压探测装置，其特征是：所述钻头内部为空腔。

4.如权利要求1所述的一种搭载于TBM上实时超前水压探测装置，其特征是：所述电阻传感器，位于所述钻头内部空腔，将接收到的电信号转化为水压力输出。

5.如权利要求1所述的一种搭载于TBM上实时超前水压探测装置，其特征是：所述压敏陶瓷膜片，尺寸与所述钻头开孔相同。

6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的装置的探测方法，其特征是：步骤包括：

(1)将钻头与搭载于TBM的超前钻机钻杆相连接；

(2)启动超前钻机，钻机推送钻杆压入待测水压区域岩体，直到最前方钻头完全压入钻孔，此时钻孔中形成一个含水的环形密闭空间；

(3)记录传感器压力读数，等待设定时间后，再次记录传感器读数，确定掌子面前方水压。

7.如权利要求6所述的探测方法，其特征是：所述步骤(1)中，将电阻传感器置于开孔的钻头内，连接压敏陶瓷膜片，并将压敏陶瓷膜片焊接于钻头开孔位置，保证密封。

8.如权利要求6所述的探测方法，其特征是：所述步骤(2)中，待孔深超过一个钻头的距离后，抽出适当深度进行清渣，清渣完成后继续推送钻头。