[发明专利]基于地震CT的盾构施工孤石探测方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于地震CT的盾构施工孤石探测方法。

背景技术

在我国南方沿海地区，开展地铁盾构施工中常遇到孤石，它是由花岗岩 不均匀风化所残留下的风化核。孤石可能带来重大安全隐患，必须在盾构机 施工前探明。钻探和物探方法是探测孤石的重要手段，两类方法通常都在地 表进行，通过在盾构施工隧道上方钻取多个钻孔，进行垂直加密探测，确定 孤石的位置、形状和大小，然后进行深孔爆破。采取在地表钻孔探测孤石存 在严重问题，不仅要求钻孔数量多，而且容易受到建筑物、管线等条件的限 制，在江河中采用垂直钻孔成本高、工艺复杂，而且发现孤石后难以准确定 位，最终影响到爆破效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于地震CT的盾构施工孤石 探测方法。

本发明是这样实现的：一种基于地震CT的盾构施工孤石探测方法，包 括以下步骤：

(1)盾构机刀盘上布孔：在盾构机刀盘上布设第一钻孔通道组和第二 钻孔通道组；所述第一钻孔通道组位于第二钻孔通道组的内部，该第一钻孔 通道组包括三个第一钻孔通道，且所述三个第一钻孔通道均匀分布在以刀盘 中心为圆心的圆C1上；所述第二钻孔通道组包括六个第二钻孔通道，且所 述六个第二钻孔通道均匀分布在以刀盘中心为圆心的圆C2上；

(2)盾构机前方钻孔：在盾构施工隧道中，通过刀盘上的第一钻孔通 道和第二钻孔通道，采用套管护壁，用超前钻机由后向前在盾构机刀盘前方 钻取9个长度相同的探测孔，且探测孔的长度大于所述圆C1与圆C2之间 的间距；所述第一钻孔通道所对应的探测孔为发射孔，第二钻孔通道所对应 的探测孔为接收孔；

(3)地震CT成像：将一发射器固定在一空心的第一金属杆顶端，第 一金属杆顶端伸入一发射孔中，且该第一金属杆的尾部插设于刀盘的第一钻 孔通道中；将复数个接收器间隔且均匀固定在一空心的第二金属杆上，第二 金属杆对应于接收器的部分伸入接收孔中，且第二金属杆的尾部插设于刀盘 的第二钻孔通道；所述发射器和接收器均通过电缆与一上位机连接；

激发发射孔中的发射器，由接收孔中复数个接收器进行多点接收；其中， 6个接收孔内同时分别安装1组接收器，同时进行接收观测；或将6个接收 孔分批进行接收观测；完成一次激发后，从上位机中查看地震波形完整情况 以及初至波起跳情况；在一个发射孔内完成所有发射后，将第一金属杆和发 射器移到另一发射孔中，继续采集地震波形数据，直至完成所有发射孔和接 收孔的波形数据采集；对所采集的地震波形数据进行处理，绘制速度分布图， 从速度分布图判断是否存在孤石。

进一步地，所述圆C1的半径为1～1.5m，所述圆C2与刀盘的外边缘 之间的距离为0.5m。

进一步地，探测孔的长度为20m，孔径为90mm。

进一步地，所述步骤(2)中，钻取探测孔时，须沿着盾构施工隧道的 轴线方向下倾5°～10°，且探测孔内须灌水并始终充满水。

本发明的优点在于：本发明步骤简单、操作方便，在盾构机前方进行地 震CT成像，发射器与接收器的距离短，移动间距小，分辨率高，能够有效 探测盾构施工前方的孤石；在盾构机前方可能有孤石处钻孔成像，针对性强， 避免了无效施工，显著降低了施工成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明基于地震CT的盾构施工孤石探测方法的施工流程图。

图2是本发明中盾构机刀盘的结构示意图。

图3是本发明中盾构施工隧道的结构示意图。。

图4是本发明中发射器与第一金属杆的配合图。

图5是本发明中接射器与第二金属杆的配合图。

图6是本发明中地震CT的工作原理图。

具体实施方式

请参阅图1-3所示，一种基于地震CT的盾构施工孤石探测方法，包括 以下步骤：