[发明专利]隧道三维地震波超前探测空间观测系统与方法

摘要

本发明公开了隧道三维地震波超前探测空间观测系统及方法，主要包括全空间观测系统、传感器快速安装方法、均能激震装置。在钻爆法开挖隧道中，考虑现场空间条件，设计了一种适应其现场快速布置的全空间三维空间观测系统，能够充分利用掌子面空间资源与台车平台资源，能够在不借助外部大型机械设备的情况下，快速的安装与现场探测。同时增加锤击点数，扩大锤击点的三维空间布置方位，完成观测系统布置与探测，同时，提出了两种检波器安装方式，分别为粘胶粘贴时与螺栓拼接式，能够适应有水及无水环境下检波器的快速安装与耦合。在此基础上，提出了数据处理与解译系统，能实现现场的快速探测与精确预报，为隧道工程施工提供安全保障。

主权项

隧道三维地震波超前探测空间观测系统，其特征是：包括全空间三维观测系统、地震波激发单元和检波器安装单元，其中：所述全空间三维观测系统包括14个激发震源点，14个激发震源点位置分别位于隧道两侧的岩壁上及掌子面岩体上，左右两侧各六个激震点，共布置2圈，掌子面对称布置两个激震点；所述全空间三维观测系统包括10个接收点，10个接收点位置分别位于隧道两侧及掌子面中心线上，共布置5个里程位置，隧道两侧每个里程位置各布置2个接收点，掌子面上分别在相对隧道底板高度不同位置处布置两个接收点；所述检波器安装单元包括固定块，固定块将地震波检波器固定于隧道内；所述地震波激发单元，包括改进的弹簧伸缩锤击器，具体包括压缩弹簧、伸缩锤和壳体，壳体内固定有伸缩弹簧的一端，伸缩弹簧的另一端连接伸缩锤，使得伸缩锤在壳体内进行伸缩运动；所述岩壁上的检波器左右两侧对称布置，且每一侧的激发震源点距离掌子面的距离不同，掌子面上的激震点呈左右对称布置，相对隧道底板的高度不同；所述三维观测系统的相邻检波器之间偏移距△x≤0.5V/f，f是现场信号的有效频率,V是现场岩体波速值。