CN217156820U - 一种tsp超前地质预报地震波连续激发*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种TSP超前地质预报地震波连续激发***。所述地震波连续激发***包括信号触发器、信号记录单元、******、埋设在每个炮孔内的数码电子***和分别固定于隧道两侧的接收孔内的三分量传感器；所述数码电子***与***包一起置于炮孔底部，每根数码电子***的***脚线伸出炮孔并通过***连接线与******连接；所述信号触发器一端通过导线与固定在第一根数码电子***上的信号触发线连接，另一端与信号记录单元连接，信号记录单元分别与两个三分量传感器连接。本实用新型只需要进行一次起爆就能引爆24个炮孔内的***，激发并记录24次地震波，大大提高了工作效率，减少了技术人员须反复进行接线起爆工作的安全风险。

Description

一种TSP超前地质预报地震波连续激发***

技术领域

本实用新型涉及隧道超前地质预报领域，具体是一种TSP超前地质预报地震波连续激发***。

背景技术

隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道某个部位及前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征、完整状态、围岩级别及隧道开挖侯的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。隧道超前地质预报方法主要有地质调查法、超前钻孔法、反射地震波法、地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法等。

TSP(Tunnel Seismic Prediction)隧道超前地质预报技术属于反射地震波法，是通过人工震源产生的一部分球面波通过隧道轴线方向向掌子面前方传播，当掌子面前方遇到地层界面、溶洞、裂隙等不良地质体时，将产生反射波，根据反射波的反射时间、传播速度、强度、波形和方向等通过不同的数据形式表现出来，然后被高灵敏传感器接收，通过电脑处理来预测掌子面方不良地质体的相关性质与产状。TSP具有预报距离长、适用范围广等特点，在隧道工程中得到广泛应用。

进行TSP超前地质预报前，需要沿一侧边墙布设炮孔24个，隧道左右边墙分别布置接收孔1与接收孔2。在采用TSP技术进行地质预报时，将主机、传感器、触发器、数据记录仪等按照要求进行连接，同时触发器连接***，控制起爆***和***。在实际激发地震波的过程中需要每起爆一个炮孔，数据记录仪采集一次回弹波信息。待采集完成，下次采集准备就绪后，方可进行下一个炮点的起爆。目前这种方法存在两点不足：

1.操作时间长，需要对24个炮孔进行24次重复接线起爆操作；

2.接线起爆操作过程容易发生安全事故。

因此，亟需发明一种能连续激发地震波的装置，既能使操作简单，提高工作效率，又能降低***风险。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术不足的问题，提供一种TSP超前地质预报地震波连续激发***。

为实现上述目的本实用新型提供了一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，所述地震波连续激发***包括信号触发器、信号记录单元、******、埋设在每个炮孔内的数码电子***和分别固定于隧道两侧的接收孔内的两个三分量传感器；所述数码电子***放入***包内，并与***包一起置于炮孔底部，每根数码电子***的***脚线伸出炮孔并通过***连接线与******连接；所述信号触发器一端通过导线伸到炮孔附近，并与固定在第一根数码电子***上的信号触发线连接，另一端与信号记录单元连接，用于触发信号记录单元；所述信号记录单元分别与两个三分量传感器连接，用于接收反射地震波。

本实用新型较优的技术方案：所述数码电子***设有24发，对应设置在24个炮孔内，每个炮孔的***包为条形乳化***。

本实用新型较优的技术方案：所述信号触发线为缠绕在第一根数码电子***上的细铜线，并在第一根数码电子***起爆时，将信号触发线炸断，在线路断开的同时立即触发信号记录单元。

本实用新型较优的技术方案：所述数码电子***通过编程设置延期时间为0～16000ms范围内，以1ms间隔任意设置。

本实用新型较优的技术方案：所述信号记录单元能够任意设置两次采样的时间间隔，并具有连续自动记录地震波信号的功能。

本实用新型较优的技术方案：所述******为一次起爆24发数码电子***的数码电子******。

本实用新型可以只需要进行一次起爆就能引爆24个炮孔内的***，激发并记录24次地震波，实现对掌子面前方超前地质预报，且成本低廉、操作简单、安全可靠，大大提高了工作效率，减少了技术人员须反复进行接线起爆工作的安全风险，实现了本质安全。

附图说明

图1是本实用新型专利的结构示意图；

图2是本实用新型专利的第一发数码电子***放置方式示意图。

图中：1—数码电子***，2—信号触发线，3—信号触发器，4—信号记录单元，5—三分量传感器，6—******，7—***脚线，8—***连接线，9—导线，10—炮孔，11—***包。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型专利作进一步说明。实施例如附图1和图2所示，以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型专利的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型专利的范围。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。

在本实用新型专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明专利产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型专利的限制。

在本实用新型专利的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型专利中的具体含义。

实施例提供的一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，如图1所示，所述地震波连续激发***包括信号触发器3、信号记录单元4、******6、埋设在每个炮孔10内的数码电子***1和分别固定于隧道两侧的接收孔内的两个三分量传感器5；所述数码电子***1放入***包11内，并与***包11一起置于炮孔底部，每根数码电子***1的***脚线伸出炮孔并通过***连接线8与******6连接；所述信号触发器3一端通过导线9伸到炮孔附近，并与固定在第一根数码电子***上的信号触发线2连接，另一端与信号记录单元4连接，用于触发信号记录单元4；所述信号记录单元4分别与两个三分量传感器5连接，用于接收反射地震波。所述数码电子***1设有24发，对应设置在24个炮孔内，每个炮孔的***包为条形乳化***，实施例提供所述******6为一次起爆24发数码电子***的数码电子******。所述信号触发线2为缠绕在第一根数码电子***上的细铜线，并在第一根数码电子***起爆时，将信号触发线2炸断，在线路断开的同时立即触发信号记录单元4。所述数码电子***1通过编程设置延期时间为0～16000ms范围内，以1ms间隔任意设置。所述信号记录单元4能够任意设置两次采样的时间间隔，并具有连续自动记录地震波信号的功能。

所述信号记录单元，能够任意设置两次采样的时间间隔，并具有连续自动记录地震波信号的功能。地震波从激发到被传感器接收所需时间按下式计算：

其中，t₁为纵波在围岩中的传播时间，t₂为横波在围岩中的传播时间，L为有效预报距离，L₁为炮孔与掌子面的距离，L₂为接收孔与掌子面的距离，v_p为围岩中纵波波速，v_p为围岩中横波波速。由v_p＞v_s可知t₁＜t₂，为避免两次激发产生的地震波波形叠加，需满足两炮孔起爆时间间隔t＞t₂。

本实用新型具体使用方法如下：

(1)平行于隧道中轴线，沿一侧边墙需布设炮孔24个，24个钻孔均需布置在同一水平面，炮孔S1距离掌子面距离可在5～10m间选取，炮孔的间距(S1～S2、S2～S3……等)为1.5米，24个炮孔相邻炮孔应为等间距，炮孔孔径为40～50mm，下倾角度约10°～15°；

(2)两个接收器孔分别布置在隧道左右边墙，与S24炮孔的距离的可在15～20m间选取，接收孔孔径为50mm，孔深为2m接收孔方向应垂直隧道轴向，向上倾斜5～10°；

(3)将两个三分量传感器5分别放入接收孔内并固定；

(4)连接三分量传感器5与信号记录单元4，连接信号触发器3与信号记录单元4；

(5)将信号触发器3连接的信号触发线2缠绕固定在第一根数码电子***上，如图2所示，将数码电子******乳化***，与***报11一起送入第一个炮孔孔底，数码电子***的脚线伸出孔外；

(6)将剩下23根数码电子***分别***23根***，依次放入23个炮孔孔底，数码电子***脚线伸出孔外；

(7)用数码电子***连接线8将******6与24发数码电子***脚线连接；

(8)往24个炮孔注满清水；

(9)设置24发数码电子***延期时间为500ms，1#起爆时间为0ms，2#起爆时间为500ms，3#起爆时间为1000ms……；

(10)设置记录单元采样时间间隔为500ms；

(11)启动******6开关，利用***起爆数码电子***时，数码电子***会按***设计依次起爆。第一发数码电子***起爆时，会炸断与信号触发器连接的信号触发线2，触发信号记录单元4的开关，信号记录单元4开始记录信号。24发数码电子***以500ms的延期时间间隔逐孔起爆，信号记录单元4采样时间间隔与数码电子***延期时间间隔相同，为500ms，每个孔内******产生的地震波经反射被三分量传感器接收并储存为24个独立地震波信号，完成地震波信号连续激发和连续自动记录。

以花岗岩隧道TSP超前地质预报为例，花岗岩纵波波速约为5500m/s，横波波速约为3200m/s，有效预报距离为120m，炮孔与掌子面最远距离为40m，接收孔与掌子面距离为60m。按式2计算

两炮孔起爆时间间隔应满足t＞106.25ms。

本实用新型专利操作简单，成本低廉且安全可靠，只需要进行一次起爆就能引爆24个炮孔内的***，激发并记录24次地震波，大大提高了工作效率，减少了技术人员须反复进行接线起爆工作的安全风险，实现了本质安全。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施方案的详细描述，并不以此限制本实用新型专利，凡在本实用新型专利的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，其特征在于：所述地震波连续激发***包括信号触发器(3)、信号记录单元(4)、******(6)、埋设在每个炮孔(10)内的数码电子***(1)和分别固定于隧道两侧的接收孔内的两个三分量传感器(5)；所述数码电子***(1)放入***包(11)内，并与***包(11)一起置于炮孔底部，每根数码电子***(1)的***脚线伸出炮孔并通过***连接线(8)与******(6)连接；所述信号触发器(3)一端通过导线(9)伸到炮孔附近，并与固定在第一根数码电子***上的信号触发线(2)连接，另一端与信号记录单元(4)连接，用于触发信号记录单元(4)；所述信号记录单元(4)分别与两个三分量传感器(5)连接，用于接收反射地震波。

2.根据权利要求1所述的一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，其特征在于：所述数码电子***(1)设有24发，对应设置在24个炮孔内，每个炮孔的***包为条形乳化***。

3.根据权利要求1或2所述的一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，其特征在于：所述信号触发线(2)为缠绕在第一根数码电子***上的细铜线，并在第一根数码电子***起爆时，将信号触发线(2)炸断，在线路断开的同时立即触发信号记录单元(4)。

4.根据权利要求1或2所述的一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，其特征在于：所述数码电子***(1)通过编程设置延期时间为0～16000ms范围内，以1ms间隔任意设置。

5.根据权利要求1或2所述的一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，其特征在于：所述信号记录单元(4)能够任意设置两次采样的时间间隔，并具有连续自动记录地震波信号的功能。

6.根据权利要求2所述的一种TSP超前地质预报地震波连续激发***，其特征在于：所述******(6)为一次起爆24发数码电子***的数码电子******。

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