[实用新型]一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统

说明书

本实用新型公开了一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，包括地震波触发装置、地震波数据采集终端、数据接收基站以及数据处理终端；所述地震波触发装置被配置为用于人为生成地震波的触发设备；所述地震波数据采集装置被配置为在施工隧道另一端用于采集、记录并发送地震波信号的多个采集设备；所述数据处理终端设置于非施工现场通过数据接收基站接收多个地震波数据采集装置发送的地震波信号，并对该地震波信号进行数据处理及超前地质预报分析。本方案不需要挖孔和爆破，以笔记本电脑作为数据处理终端，整个系统体积很小、重量轻，非常方便携带；采用无线的连接方式可以提高超前预报的效率和可靠度，系统集成性良好，可以减少潜在的干扰。

技术领域

本实用新型涉及地质探测领域，尤其涉及一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统。

背景技术

近年来，随着大型基础设施的建设，隧道工程逐渐向着埋深大、里程长的方向发展，存在的地质问题也越来越复杂，穿越的地质单元也越来越多。为了在隧洞施工过程中能够提供及时准确的工程地质资料，预知前方开挖洞段可能存在的地质灾害，对隧洞超前地质预报工作的要求越来越高，不仅要求能够准确提供异常位置的波阻抗信息，而且要能够清楚直观的反映出异常的结构信息。

地震波反射探测的方法很早就已经在土木工程和采矿作业等许多方面得到利用。当地震波遇到声学阻抗差异界面时会发生反射、透射、折射，声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。反射的地震信号被高灵敏地震信号传感器接收，通过反演等方法分析可以了解隧道工作面前方地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等），位置及规模。目前国内外应用的地震法超前预报技术（方法）：陆地声纳、负视速度法、HSP水平剖面方法、TSP、TGP、TRT、TST等。

TRT（True Reflection Tomography）真地震反射成像法是利用岩体中不均匀面的反射地震波进行超前探测的一种地质探测理论，将该理论应用于隧道施工能够极大提高对施工前方不良地质现象的定位精度。因此需要一种结合TRT的隧道施工超前探测方法来对隧道施工的地质环境进行准确的探测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统。

本实用新型提供一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，包括地震波触发装置、地震波数据采集终端、数据接收基站以及数据处理终端；所述地震波触发装置被配置为在施工隧道用于人为生成地震波的触发设备；所述地震波数据采集装置被配置为在施工隧道用于采集、记录并发送地震波信号的多个采集设备；所述数据处理终端设置于非施工现场通过数据接收基站接收多个地震波数据采集装置发送的地震波信号，并对该地震波信号进行数据处理及超前地质预报分析。

进一步的，一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，所述的地震波触发装置采用铁锤或者任何能够对隧道壁进行锤击产生地震波的设备。

进一步的，一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，所述的地震波触发装置进行地震波触发的位置设置为平行于隧道壁且朝隧道掘进方向均匀分布于隧道壁两侧的多个锤击点。

进一步的，一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，所述的地震波数据采集终端包括壳体、设置于壳体内的微控制器以及连接微控制器的无线通信单元和传感器阵列，安设于隧道内，通过微控制器连接的传感器阵列采集经岩体不均匀面反射的地震波生成地震波信号，并通过无线通信单元将该地震波信号进行发送。

进一步的，一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，所述的传感器阵列为平行于隧道壁且朝隧道掘进方向设置于隧道壁两侧的传感器组。

进一步的，一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，所述的传感器组采用多个均匀分布安设于隧道壁的加速度传感器组成，用于对隧道内的反射地震波进行感知和采集。

进一步的，一种基于TRT的隧道施工超前地质预报系统，所述的无线通信单元采用WIFI通信模组。