[发明专利]一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置及方法

权利要求书

1.一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，包括：搭载部、检波器单元、震源激发单元和控制单元；

所述搭载部包括：拱架，所述拱架的两端分别固定在基座上；所述基座能够在承载TBM的滑轨上滑动；所述检波器单元和震源激发单元分别设置在拱架上，且能够沿所述拱架环向滑动；

所述控制单元与搭载部、检波器单元和震源激发单元分别通信，用于控制基座在所述滑轨上的滑动，用于分别控制检波器单元和震源激发单元在拱架上的滑动，以及用于控制震源激发单元的震源激发和数据采集；

通过在某固定直径的探测隧道中一次装置的安装，之后即可随着TBM的前进而前进，紧随施工进度进行掌子面前方的地质超前预报，依靠无线传输器发出指令，控制设备移动、数据采集和设备回收工作；设置基座在轨道上滑动移动并紧贴墙体，空出TBM两侧和上方的作业空间，避免对施工人员的走动和检修设备工作造成干扰，可按照与装置安装相反的顺序实现拆卸，并可再次设置于相同洞径的隧道超前预报工作中；设置自动震源激发装置，突破TBM施工隧道作业空间狭小的限制，实现震源的有效稳定激发，使作业人员无需靠近有危险隐患的位置，降低人员身体力量的要求；

通过气泵压缩震源激发单元中的动能转换弹簧，储存足够的势能，进而完成震源的自动有效激发，以及数据采集系统自动采集、储存地震波数据，在一个震源点的地震波数据收集后，通过调整震源激发单元的位置并再次探测，实现阵列震源点的数据采集工作，完成后收缩检波器单元与震源激发单元，使基座始终与TBM保持同步移动，回收完成并随时进行下一次探测。

2.如权利要求1所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述检波器单元包括检波器，所述检波器通过固定块与墙体连接；所述检波器单元与第一伸缩件连接，所述第一伸缩件用于实现检波器单元伸出或者收回拱架；所述第一伸缩件通过连接第一动力齿轮固定在拱架上，所述第一动力齿轮与拱架上设置的滑轨相匹配；所述第一伸缩件和第一动力齿轮之间设有耦合剂容纳盒，所述耦合剂容纳盒连通耦合剂通道，所述耦合剂通道延伸至固定块与墙体之间的缝隙，实现固定块与墙体的耦合。

3.如权利要求2所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述检波器单元上设有第一无线传输器，所述第一无线传输器与控制单元通信，实现对伸缩件的伸缩控制、耦合剂的传输控制以及第一动力齿轮的转动控制。

4.如权利要求1所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述拱架为柔性材料，拱架为半封闭式中空结构，拱架内部设置有齿形轨道。

5.如权利要求1所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述震源激发单元与第二伸缩件连接，所述第二伸缩件用于实现震源激发单元伸出或者收回拱架；所述第二伸缩件通过连接第二动力齿轮固定在拱架上，所述第二动力齿轮与拱架上设置的滑轨相匹配。

6.如权利要求5所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述震源激发单元包括壳体，所述壳体内设有动能转换弹簧，动能转换弹簧连接震源激发锤；所述壳体上与墙体接触的一端面上设有气压平衡孔。

7.如权利要求5所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述震源激发单元内设有第二无线传输器，所述第二无线传输器与控制单元通信，实现对第二伸缩件的伸缩控制以及第二动力齿轮的转动控制。

8.如权利要求1所述的一种适用于TBM隧道的地震波法超前预报辅助装置，其特征在于，所述控制单元包括：位移控制子单元和数据采集子单元，所述位移控制子单元用于控制基座在所述滑轨上的滑动以及检波器单元和震源激发单元在拱架上的滑动；所述数据采集子单元用于控制检波器单元的伸缩、耦合剂的输送、震源激发单元的震源激发以及地震波数据的采集与存储。