[实用新型]一种安装在盾构机上的弹性波反射法装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及公路、铁路隧道、地铁、水电水利输水隧洞等的施工地质预报技术领域，尤其是涉及一种安装在盾构机上的弹性波反射法装置。

背景技术

隧道和隧洞施工时的掌子面前方地质预报是重要的一项工作。目前在用钻爆法开挖时已有多种方法可以进行预报工作，但在用盾构机施工时，掘进的刀盘前方不可能由人进入操作，业界希望设备安装在盾构机上自动操作，而且在刀盘前方充填着砂石、泥土、水、泡沫等物体，探查的元件若安装在刀盘上，将很快被磨损。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的安装在盾构机上的弹性波反射法装置，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种安装在盾构机上的弹性波反射法装置，包括激震器、检波器、弹性装置、导线和盾构机的刀盘，在所述刀盘后面上设置钻孔，所述钻孔距离所述刀盘面有5～10cm不钻透所述刀盘，将所述激震器和所述检波器装入所述钻孔内并且激震和接收朝向掘进方向；

所述弹性装置从后面将所述激震器和所述检波器抵紧在所述刀盘上，使所述激震器和所述检波器不致自由移动即可；所述检波器前端接收振动信号一面，涂以耦合剂材料，作为所述检波器与前方所述刀盘的钻孔底的耦合剂；所述导线引出所述刀盘；

所述激震器和所述检波器排列的布置形式包括：

a.沿所述刀盘的圆周方向排列，所述激震器在中间，两侧分别相距25cm～40cm各置一所述检波器，所述检波器和所述激震器朝向前方掌子面平行隧道中线方向；

b.沿所述刀盘的半径方向布置，所述激震器在中间，沿半径方向两侧分别相距25～60cm各置一个所述检波器,所述检波器朝向正前方平行隧道中线方向；或者一个所述检波器朝向前方，一个所述检波器偏向刀盘边缘5°～7°；

c.与上述2种方式之一配合，沿所述刀盘半径方向布置另一组装置，所述激震器在中间，沿所述刀盘半径方向在所述激震器两侧25～60cm各置一所述检波器，所述检波器朝向刀盘外缘方向分别为5°～10°和7°～15°，所述激震器朝向刀盘外缘方向为2个检波器偏角和之1/2。

所述弹性装置为弹簧，所述耦合剂材料为黄油或凡士林。

所述弹性装置从后面将所述激震器和所述检波器通过所述弹性装置、硬管和后盖抵紧在所述刀盘上。

所述引线从所述刀盘引向所述刀盘的主轴，在所述主轴中钻有导线的通过孔，所述通过孔为2个，一个所述孔通过控制所述激震器的强电导线，一个所述孔通过所述检波器连接主机的弱电导线。

所述引线从所述刀盘引向刀盘的主轴，在所述主轴中钻有导线的通过孔，所述通过孔为1个，将连接所述检波器的弱电导线和连接强电的所述激震器导线合成一组通过，将所述弱电导线加屏蔽层，避免强电脉冲产生电磁干扰。

所述激震器为超磁致伸缩震子并联的激震器；所述检波器为地震勘探用的高分辨率检波器，采用单点连续剖面形式工作。

一种安装在盾构机上的弹性波反射法装置的测量方法：

采用刀盘转动测量方式，所述刀盘以0.2～0.5周/分转动速度运行，每隔一定角度即激震器和检波器转动一定距离测量一次，根据刀盘转动的线速度设定激振器的激震间隔时间，即一个测点，并确定了测点距；所述刀盘转动一周为360°，即可完成多个测点形成的圆形测量剖面，资料处理后可形成一个圆筒形或者圆锥筒形的时间剖面图。

在不作预报测量时，导线与主机引出导线脱离，以免盾构机刀盘掘进工作时导线缠绕；在测量时用人工或机械手将所述导线与所述主机引出导线连接；测后由人工或机械手将其脱离。

为测量掌子面前方土体和岩体波速，采用在边墙设所述激震器向开挖面前方激震的方法：

A在所述激震器两边布置朝向掌子面方向的所述检波器3～4个，形成一个短测线，所述激震器和所述检波器设置在一个支架上，由人工或用机械手按压在边墙上，所述激震器沿着朝向掌子面即平行中线方向激震，所述检波器测量从掌子面方向来的反射波；

B、测量的导线一直与主机连通；

C、测量时主机给激震的信号，所述激震器激震并给出要采集信号；

D与设在刀盘上的测量结果联合，计算出波速。

线路的连接及互控信号，按顺序为：

a.盾构机转动与测量主机启动：

b.所述盾构机在准备好之后，发信号给所述测量主机；

c.所述测量主机启动给所述盾构机发信号，同时给所述激震器启动信号；

d.所述盾构机转动，给出转角信号给所述测量主机；