[发明专利]基于地震CT的盾构施工孤石探测方法

摘要

一种基于地震CT的盾构施工孤石探测方法，包括：在盾构机刀盘上布设第一钻孔通道组和第二钻孔通道组；在盾构施工隧道中，在盾构机刀盘前方钻取长度相同的发射孔和接收孔；激发发射孔中的发射器，由接收孔中的数个接收器进行多点接收，进行地震CT成像，采集地震波形数据并处理，绘制速度分布图，从速度分布图判断是否存在孤石。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。

主权项

一种基于地震CT的盾构施工孤石探测方法，其特征在于：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。