[发明专利]一种隧道掘进进尺自动监测装置及方法

权利要求书

1.一种隧道掘进进尺自动监测装置，其特征在于，包括第一冲击波检测仪、第二冲击波检测仪和数据处理模块；所述第一冲击波检测仪固定安装在隧道洞口边墙部位，第二冲击波检测仪固定安装在靠近掌子面的施工台车上；所述数据处理模块采集空气中第一个冲击波信号到达两个冲击波检测仪的时间，并得出两者的时间差Δt；并根据冲击波在空气中传播速度v以及两次信号的时间差Δt，计算施工台车(2)到洞口的距离S₁：

S₁＝Δt·v

数据处理模块将计算得到的施工台车到洞口的距离S₁和人工测量施工台车到掌子面之间的距离S₂相加，即为洞口到掌子面的距离L；

L＝S₁+S₂。

2.根据权利要求1所述装置的自动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在隧道洞口边墙部位安装第一冲击波检测仪，并在靠近掌子面的施工台车(2)上安装第二冲击波检测仪；

2)在一次爆破后，通过两个冲击波检测仪测得空气中第一个冲击波信号到达时间，并得出两者的时间差Δt；

3)根据冲击波在空气中传播速度v以及两次信号的时间差Δt，计算施工台车(2)到洞口的距离S₁：

S₁＝Δt·v

4)多次测量施工台车到掌子面之间的距离得到平均距离S₂；

5)将计算得到的施工台车到洞口的距离S₁和人工测量施工台车到掌子面之间的平均距离S₂相加，即为洞口到掌子面的距离L；

L＝S₁+S₂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：冲击波检测仪应安装在边墙处，并且两个冲击波检测仪安装在同一高度，以便准确计算冲击波第一次到达的时间差Δt。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：冲击波检测仪应安装在气流稳定处，并且两个冲击波检测仪安装在同一高度，得到掘进进尺相对准确值；冲击波在空气中的波速：其中t为隧道内气温，单位℃。