[发明专利]一种TBM搭载的聚焦测深型三维激发极化超前探测系统及方法

摘要

本发明公开了一种搭载于TBM系统上的聚焦测深型三维激发极化法探测系统及方法，包括电极系、电极伸缩装置、多路回转装置、电缆系统和激发极化探测仪器；电极系安装于TBM刀盘、护盾、台车与隧道边墙上，其中刀盘、护盾与台车上电极通过电极伸缩装置搭载于TBM上。激发极化探测仪器控制电极伸缩装置实现电极的自动伸缩控制、伸缩状态检测与接触状态检测，采用多路回转装置实现测量信号、液压油路、刀盘水路的不间断回转，实现激发极化探测系统与TBM的搭载集成。本发明解决了TBM施工隧道突水突泥灾害源激发极化超前探测难题，具有自动化测量程度高、安全快速可靠的优势，可以对掌子面前方的含水体进行三维反演成像，满足TBM施工隧道安全高效施工需求。

主权项

1.一种TBM搭载的聚焦测深型三维激发极化法探测系统，其特征在于，包括：电极系、电极伸缩装置和激发极化探测仪器；所述电极系包括测量电极M、供电电极A、无穷远电极B极和无穷远电极N极，所述无穷远电极B极和无穷远电极N极安装在隧道边墙上，所述测量电极M和供电电极A分别通过电极伸缩装置搭载于TBM上；所述激发极化探测仪器控制电极伸缩装置驱动单个测量电极M或者供电电极A的伸缩；所述供电电极A包括：供电电极A1和供电电极A0，所述供电电极A0安装在刀盘中心位置，所述供电电极A1安装在TBM护盾和台车上；布设在护盾和台车上的供电电极A1形成屏蔽电场，布设在刀盘中心区域的供电电极产生电流，通过屏蔽电场的作用以及掌子面中心位置电流产生的电场聚焦聚束作用，形成聚焦效应；同时，由于在护盾和台车上布设的多组供电环数的供电电极A1，使得供电测量电极距不断增大，从而实现系统具有测深功能；所述电极伸缩装置采用液压驱动实现电极自动伸缩；所述电极伸缩装置还包括：电极密封装置；所述电极密封装置包括：设置在油缸杆上的密封装置以及设置在电极开口处的挡块，所述密封装置在电极伸出时随油缸杆一起运动，当密封装置运动到所述挡块位置时被挡块阻挡，所述密封装置与所述挡块配合实现电极与液压油缸之间空隙的密封；所述电极系还包括：N1电极，所述N1电极安装于TBM刀盘后盾体上；通过检测N1电极与供电电极A0之间的电阻实现TBM刀盘上供电电极A0伸缩状态的检测。