[发明专利]一种搭载于盾构机的不良地质探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种搭载于盾构机的不良地质探测系统及方法，包括：自动化激发装置，环向布置于盾构机中盾，对中盾预留孔施加击打；二维光纤检波器，沿着盾构区间的掘进方向，在盾构管片上环向布置，对击打后的波形信号进行检测；数据采集模块，采集二维光纤检波器的信号，采集的数据信号传送到数据处理主机，数据处理主机根据接收到的探测信号，确定掌子面前方的地质构造，并且确定其位置。能够快速较精确获取盾构施工前方的不良地质信息，基本不受外界环境的影响。

技术领域

本发明属于地球物理探测技术领域，尤其涉及一种搭载于盾构机的不良地质探测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，轨道交通建设进入了蓬勃发展时期。大部分地铁施工在地面以下进行，施做方法主要有三大类：明挖法、暗挖法、盖挖法。在市区，为了保证城市的正常运转，大规模的封路进行地下区间的施工时不可能的，所以暗挖法占据了在区间施工中占了很大的比重，在暗挖法中，盾构法具有良好的隐蔽性，不受地面交通、河道、航运、季节等条件的影响，地面沉降量可控制，而且能较经济合理地保证隧道安全施工，掘进效率高，基本不扰民等优点，现在已成为我国大多数地铁区间施工的首选方法。与此同时，地铁线路的施工过程中，不可避免的会经过岩溶发育区、破碎带、暗河、裂隙等不良地层，这些不良地层有些是在勘察期间已经探明的，而有些因为种种原因是没有探明的，这就使得施工具有了更多未知性，带来了很大的灾害和风险。如不能提前预警及处理，将会对给施工单位、沿线建筑、居民带来不可估量的损失和伤害。

但发明人发现目前为止，盾构施工的依据仍停留在地面勘察阶段时的设计图纸及盾构机操作人员的经验，仅有德国研发的BEAM系统能够搭载于盾构机上，实现实时地质预报，但也仅仅能探测到前方岩体的完整性和含水性，这对施工来说是远远不够的。现在的盾构施工具有一定的主观性，为了施工人员安全、机械安全以及工程的按期交付埋下了隐患，所以有必要提出一种预报不良地质的方法，地震波超前探测方法以其较远的探测距离和较好的界面识别效果，在隧道中得到了较为广泛的应用，但尚无在盾构区间内使用地震波法来对盾构施工前方的地质进行预报的方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种搭载于盾构机的不良地质探测系统，具有快速较精确获取盾构施工前方的不良地质信息，基本不受外界环境的影响优点；同时利用盾构管片拼装的间歇，既可以进行地质超前预报又可以进行设备的检修的优势。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种搭载于盾构机的不良地质探测系统，包括：

自动化激发装置，环向布置于盾构机中盾，对中盾预留孔施加击打；

二维光纤检波器，沿着盾构区间的掘进方向，在盾构管片上环向布置，对击打后的波形信号进行检测；

数据采集模块，采集二维光纤检波器的信号，采集的数据信号传送到控制平台，由控制平台传至数据处理主机，数据处理主机根据接收到的探测信号，确定掌子面前方的地质构造，并且确定其位置。

控制平台，是整个探测系统的核心，控制着自动化激发装置、数据采集模块、便携式检波器和数据处理主机的工作状态和时间。

进一步的技术方案，所述自动化激发装置包括控制模块、动力装置和激震执行模块，控制模块下发控制指令至动力装置，动力装置为激震执行模块提供驱动力，激震执行模块设置于盾构机中盾中，对中盾预留孔施加击打。

进一步的技术方案，所述自动化激发装置还包括位置传感器，在激发装置激发的瞬间，将激发信号传至数据处理主机，数据处理主机开始接受数据。

进一步的技术方案，所述自动化激发装置还包括安装座，安装在盾构机中盾，环向布置共计2环，沿盾构机两侧均匀布置。