[实用新型]一种应用于盾构隧道掘进的机载超前地质预报系统

说明书

本实用新型提供了一种应用于盾构隧道掘进的机载超前地质预报系统，由三维激发极化装置和三维地震测试装置构成；所述三维激发极化装置包括伸缩测量电极和第一信号处理模块，伸缩测量电极安装在刀盘面板上，用于检测盾构面的电流信号并传送至第一信号处理模块，第一信号处理模块用于输出盾构面前方地层含水构造；所述三维地震测试装置采用盾构机本身机械震动作为震源，所述三维地震测试装置包括检波器和第二信号处理模块，检波器布置在盾构隧道管片上，用于接收地震波信号传送至第二信号处理模块，第二信号处理模块用于输出盾构面前方地质震动情况。

技术领域

本实用新型属于超前地质预报领域，尤其涉及一种应用于盾构隧道掘进的机载超前地质预报系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

由于地形地质条件复杂及勘察技术手段有限，施工前期难以对工程区域的工程地质情况有全面准确的掌握。隧道建设过程中会面临断层、溶洞、破碎岩体等不良地质，极有可能产生突泥涌水、塌方等严重的地质灾害，往往导致人员伤亡、经济损失和工期延误等严重后果。通过对隧道开挖掌子面前方的地质情况进行探测、分析及预报，改进施工工艺，能够确保隧道建设安全顺利推进。为了达到超前地质预报的任务，不同的超前探测方法陆续出现，最先用的方法是超前钻探，后来出现无损地球物理超前探测技术，并已经在大量工程实际中得到应用。

目前，盾构法在城市中心区施工具有施工安全、快速、对周围环境影响小等不可比拟的优势，成为近年来地铁隧道区间施工的首选工法，利用盾构机进行施工的隧道也越来越多。但安全高效的盾构施工离不开精确的地质勘探报告。由于地铁埋深大，钻探深度深，且城市地区交通繁忙，建筑物林立，个别拒绝勘测，另外局部街道道路狭窄，地下管线密布，地下埋藏物较多等特点，导致地质勘察存在难度大、要求高、出具的勘察报告不够准确等特点，所以超前地质预报技术对保证盾构安全掘进愈发重要。

盾构隧道开挖时观测空间几乎全部被盾构机械占满，所以应用于浅埋暗挖法、钻爆法的在掌子面后方布置设备仪器进行检测的超前预报方法很难施展，同时，金属机械系统产生的复杂电磁环境也使得探测方法更加困难。

发明人发现，目前并没有能应用于盾构机的可靠的超前地质预报技术与设备，在没有预报的情况下，盾构机在施工过程中遇到不良地质，掘进速度就会降低、工期就会延误，有可能会带来对于严重的社会影响和周边环境次生破坏等灾难性后果。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本实用新型提供一种应用于盾构隧道掘进的机载超前地质预报系统，结构简单、安全可靠、自动化程度高、适应性强，预报占用时间短，探测结果准确。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种应用于盾构隧道掘进的机载超前地质预报系统，由三维激发极化装置和三维地震测试装置构成；

所述三维激发极化装置包括伸缩测量电极和第一信号处理模块，伸缩测量电极安装在刀盘面板上，用于检测盾构面的电流信号并传送至第一信号处理模块，第一信号处理模块用于输出盾构面前方地层含水构造；

所述三维地震测试装置采用盾构机本身机械震动作为震源，所述三维地震测试装置包括检波器和第二信号处理模块，检波器布置在盾构隧道管片上，用于接收地震波信号传送至第二信号处理模块，第二信号处理模块用于输出盾构面前方地质震动情况。

作为一种实施方式，所述第一信号处理模块和第二信号处理模块均集成于一个上位机中。

作为一种实施方式，所述上位机通过同一主机分别与伸缩测量电极和检波器相连。

作为一种实施方式，每个检波器连接一根通信电缆，汇成一根多芯电缆连接到主机上。

作为一种实施方式，检波器以设定距离轴向分组对称布置。