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基于地-隧联合的TBM破岩震源地震探测装置与方法


技术摘要:
本公开提供了一种基于地‑隧联合的TBM破岩震源地震探测装置及方法,本公开在掘进机工作过程中利用刀盘破岩震动作为震源,破岩震动信号被安装在刀盘后方的破岩震源先导接收台站阵列所接收并存储,激发的地震波经过波阻抗界面反射后被隧道接收台站阵列与地表接收台站阵列  全部
背景技术:
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术实现要素:
信息,不必然构成在先技 术。 与传统的钻爆法相比,隧道掘进机(Tunnel  Boring  Machine,TBM)施工具有机械 化程度高、施工速度快等显著优势,随着我国隧道工程的不断发展,隧道掘进机得到了越来 越广泛的应用。然而隧道掘进机对地质条件变化的适应性较差,在遭遇不良地质段时一旦 处置不当,容易发生突水突泥、塌方等灾害,造成卡机甚至机毁人亡等重大事故。为避免隧 道掘进机施工过程中灾害事故的发生,采用超前地质预报技术提前查明掌子面前方的不良 地质情况、及时制定合理的处理预案与施工方案是目前行之有效的解决方法。 近年来,地球物理超前预报方法在TBM施工隧道得到了越来越广泛的应用,其中, 地震波法因具有界面成像精度高、探测距离远等优点成为TBM施工隧道应用最为广泛的超 前预报方法之一。根据所选震源形式的不同,TBM施工隧道地震波超前探测方法大致可以分 为人工震源和TBM破岩震源两种形式,TBM破岩震源利用TBM破岩振动的噪声作为源进行超 前预报,能够随TBM掘进变掘边探,更加适应TBM快速紧凑的施工节奏。然而,对于洞内地震 波法超前探测来说,TBM隧道可用的观测空间较为狭小,特别是在小直径TBM(4m-6m)隧道 中,这一问题更加严重,导致在TBM隧道地震超前预报观测方式中:①横向(垂直隧道开挖方 向)偏移距不足,测线几乎沿隧道开挖方向呈一维布置;②检波器布设空间受限,能够布置 的数量较少,导致观测得到的地震数据较少。在这种情况下,虽然能够识别前方异常体,但 不利于得到波速分布,影响掌子面前方异常体的定位效果。这已经成为洞内隧道地震超前 地质预报方法的固有问题。
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