[发明专利]TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统及超前探测方法

权利要求书

1.一种TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于，它包括水平测线(1)、垂直测线(2)、TBM刀盘(5)和数据显示存储器(6)，所述水平测线(1)由依次沿隧道轴线布置在隧道边墙中的多个三分量检波器(4)构成，垂直测线(2)由依次沿隧道径向布置在隧道边墙中的多个三分量检波器(4)构成，所述TBM刀盘(5)用于通过对掌子面岩体进行切割，激发地震波信号；

水平测线(1)中的各个三分量检波器(4)用于接收地震波信号中的掌子面前方反射波信号和隧道边墙方向的面波信号，水平测线(1)中的所有三分量检波器(4)用于向数据显示存储器(6)传输水平测线接收的分布式掌子面前方反射波信号和隧道边墙方向面波信号；

垂直测线(2)中的各个三分量检波器(4)用于接收地震波信号中的掌子面前方的反射波信号和掌子面前方的面波信号，垂直测线(2)中的所有三分量检波器(4)用于向数据显示存储器(6)传输垂直测线接收的分布式掌子面前方反射波信号和掌子面前方面波信号；

所述三分量检波器(4)安装在隧道边墙中，三分量检波器(4)的纵向探头、横向探头和垂向探头安装在隧道边墙或隧底或拱顶中已打好的钻孔内，纵向探头面向掌子面正前方，横向探头垂直边墙，垂向探头竖直面向隧底；

对所述数据显示存储器(6)中信号预处理后的水平测线接收的分布式掌子面前方反射波信号和隧道边墙方向面波信号，以及垂直测线接收的分布式掌子面前方反射波信号和掌子面前方面波信号按等时间间隔进行数据分割，然后将水平测线(1)中的各个三分量检波器(4)对应的相同时间段的分割后数据按水平测线(1)中的各个三分量检波器(4)的排列顺序进行自相关和互相关处理，并在自相关和互相关处理后将水平测线(1)中不同三分量检波器(4)在相同时间段的分割后数据进行叠加，形成水平测线空间自相关系数和反射地震剖面；

将垂直测线(2)中的各个三分量检波器(4)对应的相同时间段的分割后数据按垂直测线(2)中的各个三分量检波器(4)的排列顺序进行自相关和互相关处理，并在自相关和互相关处理后将垂直测线(2)中不同三分量检波器(4)在相同时间段的分割后数据进行叠加，形成垂直测线空间自相关系数和反射地震剖面。

2.根据权利要求1所述的TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于：对所述数据显示存储器(6)中水平测线接收的分布式掌子面前方反射波信号和隧道边墙方向面波信号，以及垂直测线接收的分布式掌子面前方反射波信号和掌子面前方面波信号分别依次进行去除仪器响应、滤波和归一化的信号预处理，从而消除三分量检波器(4)本身误差影响，消除反射波信号和面波信号中的干扰信号，消除瞬时干扰信号。

3.根据权利要求1所述的TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于：所述三分量检波器(4)安装在隧道边墙中，三分量检波器(4)的横向探头、纵向探头和垂向探头安装在隧道边墙或隧底或拱顶中已打好的钻孔内。

4.根据权利要求3所述的TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于：所述纵向探头、横向探头和垂向探头采用黄油或炮泥耦合在钻孔的围岩中。

5.根据权利要求1所述的TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于：所述水平测线(1)中相邻的两个三分量检波器(4)之间的间距均相等，且间距范围为1.5～2m。

6.根据权利要求1所述的TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于：所述垂直测线(2)中相邻的两个三分量检波器(4)之间的间距均相等，且间距范围为0.5～1.0m。

7.根据权利要求1所述的TBM刀盘破岩噪声源的多波采集系统，其特征在于：所述水平测线(1)与垂直测线(2)形成L型观测系统，所述水平测线(1)与垂直测线(2)在相交处公用1个三分量检波器(4)。