[发明专利]双护盾TBM掌子面岩体强度快速测试装置

说明书

本发明公开的是隧道地质测试技术领域的一种双护盾TBM掌子面岩体强度快速测试装置，包括安装在刀盘上的标靶系统、测试系统和控制系统，所述标靶系统包括可向刀盘前方喷射标靶的喷射器，所述测试系统包括多个锤头朝向刀盘前方的回弹仪，多个回弹仪可随刀盘转动从而对隧道掌子面上多个点位的强度进行测试，所述控制系统用于控制喷射器喷射标靶以及回弹仪的检测动作。利用该装置在非掘进时段转动刀盘进行多点测试获取整个掌子面岩体的一系列回弹仪强度测试数据，并利用一系列的回弹仪数据进行统计分析，获取掌子面岩体强度分布云图及分区特征等相关成果，在快速准确获取掌子面岩体强度特征的同时全面了解掌子面岩体强度的分布变化特征。

技术领域

本发明涉及隧道地质测试技术领域，尤其涉及一种针对双护盾TBM施工隧道掌子面岩体被刀盘阻挡情况下的岩体强度测试装置。

背景技术

随着科技的进步，双护盾TBM隧道施工技术在实际工程中的应用越来越广泛。但是，在双护盾TBM施工过程中受刀盘和盾体的阻挡，掌子面岩体强度难以进行取样测试，为施工期地质工作带来极大困扰。

目前，针对双护盾TBM施工掌子面岩体进行强度测试的传统方法为在皮带机或渣场对新鲜大块的渣样进行取样，然后在实验室进行室内强度测试。该方式的缺陷主要变现在以下几个方面：

渣样代表性差，由于渣场或皮带机的渣样仅仅能够反映最近开挖时段的岩体特征，无法复原该渣样的具体出露位置。而且，对于岩体特征变化复杂的隧道，掌子面上不同部位岩体其性状差异性大。

渣样扰动性大，试验成果真实度差。由于TBM掘进洞渣经历了刀盘切割、压碎以及传送过程中的碰撞，岩体扰动性大，与原状岩体相比其强度存在一定差异。

试验组数有限，耗费大耗时长。取样进行室内试验，往往每次取样组数有限，大规模取样人力物力耗费大。而且，如果现场没有实验室，取样后送到实验室进行强度测试的过程耗时长，无法及时获得试验成果。

发明内容

为克服现有TBM隧道施工过程中掌子面岩体强度测试存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可快速完整的获得隧道掌子面岩体强度情况的测试装置及测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

双护盾TBM掌子面岩体强度快速测试装置，包括安装在刀盘上的标靶系统、测试系统和控制系统，所述标靶系统包括可向刀盘前方喷射标靶的喷射器，所述测试系统包括多个锤头朝向刀盘前方的回弹仪，多个回弹仪可随刀盘转动从而对隧道掌子面上多个点位的强度进行测试，所述控制系统用于控制喷射器喷射标靶以及回弹仪的检测动作。

进一步的是，所述标靶系统的喷射器为颜料喷射器，所述颜料喷射器可喷射不同颜色的防水颜料。

进一步的是，所述回弹仪为带有数据记录和上传云端功能的云智能电子回弹仪。

进一步的是，所述喷射器和回弹仪均设置在刀盘的同一径向上，多个回弹仪在刀盘的半径或直径长度上均匀间隔设置。

进一步的是，所述刀盘上设有与刀盘轴线平行的设备安放舱，所述喷射器和回弹仪均设置在设备安放舱内，所述控制系统位于刀盘的后方，控制系统与喷射器和回弹仪电信连接。

进一步的是，所述喷射器和回弹仪均通过防磨密封垫块固定在设备安放舱内，在设备安放舱的正面开口处设有舱门，所述舱门的开闭也由控制系统控制。

进一步的是，所述用于放置回弹仪的设备安放舱内还设有电液推杆和滑轨，所述电液推杆与设备安放舱的后半段固定连接，所述滑轨安装在设备安放舱的前半段，所述回弹仪可滑动的安装在滑轨上，所述电液推杆的推杆与回弹仪的尾部相连。

进一步的是，还包括设备集成盒，设备集成盒通过防磨密封垫块固定在设备安放舱内，所述电液推杆、滑轨和回弹仪均设置在设备集成盒中内。