[实用新型]土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统

权利要求书

1.一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：包括探测电极系统、分布式测量及供电系统、高阻材料注浆系统、探测信号传输系统以及三维激电探测控制系统，且五个系统均搭载于土压平衡盾构机上，利用刀盘上设置的推进设备的分布式测量及供电系统中克服土压平衡盾构没有探测空间的困难，刀盘上的高阻材料注浆系统向刀盘和盾构周边土体喷射高阻注浆材料，形成高阻屏障，利用屏蔽推进电极使探测电流前向分布，所述探测电极系统测量电极之间的电势差U和半衰时t，将其传输给三维激电探测控制系统，分布式测量及供电系统包括磁耦合谐振传输模块与电磁波无线传输模块，实现刀盘到主机的信号无线传输，三维激电探测控制系统接收其他系统传输的数据，控制其工作，实现掌子面前方地质情况的三维电阻率成像。

2.如权利要求1所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述探测电极系统包括测量/供电推进电极设备A/M、屏蔽推进电极设备P和远端固定电极设备，其中，远端固定电极设备包括远端固定供电电极B和远端固定测量电极N，其中测量/供电推进电极设备在刀盘上形成的“米”字型布置作为测量/供电推进电极设备A/M，刀盘边缘开孔处布置推进电极作为屏蔽电极P，盾尾边墙处布设的固定电极作为认为是无穷远处的测量电极N和供电电极B。

3.如权利要求2所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述测量/供电推进电极设备包括多个推进电极设备，所述推进电极设备呈杆件状，用于超前探测中的供电和测量，所述推进电极设备前端为土体耦合电极，在油缸推动下破土进入土体，其后端为喇叭状弹性导电体，弹性导电体使电极与土体耦合，降低接地电阻，保证电信号的输出和采集，推进电极设备中部为伸缩液压油缸，油缸前端设防尘圈以防止异物进入油缸，油缸采用前端供油，油缸由节流阀进行调速，推进电极设备设有压力传感器控制减压，设有溢流阀判断电极贯入土体情况，油缸底部活塞设置磁环，用以检验活塞位置以判断电极是否贯入土体；油缸的推进杆空腔内有线缆连接土体耦合电极，油缸后部连接输油管，输油管和线缆自刀盘刀舱内走线，在中轴处汇集为一束，沿刀盘中轴空腔引出至盾构压力墙。

4.如权利要求1所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述分布式测量及供电系统包括分布式采集装置、磁耦合谐振传输装置、电磁波无线传输装置及供电转换装置，其中，分布式采集装置集成于每套推进电极设备上，用以控制推进电极的电信号输出与采集，磁耦合谐振传输装置位于土仓后面板，电磁波无线传输装置分别位于三维激电探测控制系统与磁耦合谐振传输装置上，进行信号的无线传输，供电转换装置位于刀盘背板，用以控制刀盘各电极的供电切换。

5.如权利要求4所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述分布式采集装置包括采集模块与集线模块，其中采集模块是与测量/供电电极系统的测量电极连接的采集端子与传输线，在每个采集端子上安装有隔离与滤波模块，对采集到的信号进行处理，传输线将处理后的信号传输给磁耦合谐振传输装置。

6.如权利要求4所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述磁耦合谐振传输模块包括两个相同谐振频率的线圈，其中与刀盘相连接的线圈随着刀盘的转动而转动，不因刀盘的转动而使得分布式采集装置的传输线扭断，另一个线圈连接电磁波无线传输模块。

7.如权利要求4所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述磁耦合谐振传输模块的线圈分别缠绕在不同的线圈板上，每个线圈板的两端分别通过一个固定装置固定在与刀盘的轴心水平的位置，线圈板端部卡套在固定装置内，与其活动连接。

8.如权利要求4所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述电磁波无线传输模块包括发射端和接收端，接收端设置于三维激电探测控制系统，发射端设置在磁耦合谐振传输装置上，发射端和接收端均包括滤波电路、信号处理传输电路和天线，其中，滤波电路连接有信号处理传输模块，信号处理传输模块连接天线。

9.如权利要求4所述的一种土压平衡盾构搭载的三维激电法超前预报系统，其特征是：所述供电转换装置为设置在刀盘背板处的电极转换箱，电极转换箱前端接出多根单芯电缆沿刀盘背板分别与测量电极连接，后端接出供电电缆，通过固液回转接头与控制系统内恒流源装置相连接。