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隧道超前地質預報儀

簡要描述:GT-12T無線型隧道超前地質預報儀可檢測出掌子面前方巖性的變化,如:不規則體、不連續面、斷層和破碎帶。GT-12T無線型兼容常用的兩種測試方法(隧道地震反射地質預報法和真地震反射成像技術法),它不僅可以在以鉆爆開挖方式的隧道中使用,也可以使用在以TBM開挖的隧道中,而且無需在掌子面上直接作業。

  • 產品型號:GT-12T型
  • 廠商性質:經銷商
  • 更新時間:2018-09-06
  • 訪  問  量:3407

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詳細介紹

GT-12T無線型隧道超前地質預報儀可檢測出掌子面前方巖性的變化,如:不規則體、不連續面、斷層和破碎帶。GT-12T無線型隧道超前地質預報儀兼容常用的兩種測試方法(隧道地震反射地質預報法和真地震反射成像技術法),它不僅可以在以鉆爆開挖方式的隧道中使用,也可以使用在以TBM開挖的隧道中,而且無需在掌子面上直接作業。

 

GT-12T無線型優勢:

·滿足公路工程實驗檢測機構等級標準()資質申請標準

·滿足Q∕CR 9217-2015 鐵路隧道超前地質預報技術規程

·用于公路鐵路隧道、水電隧洞、井下、地鐵等地下工程的地質結構超前探測

·適用于鉆爆隧道、TBM隧道的超前預報

·儀器支持兩種測試方法:真地震反射成像技術法、隧道地震反射地質預報法。

 

二、設備優勢特色:

★設備采用每個節點全無線,信穩定可靠,省去了隧道里大量布線的大工作量。

★佩戴式無線反饋器,實現人機交互,能夠在高噪聲、低照明度的情況下實現儀器設備的設置與操作,熟練操作后, 1名測試人員半小時左右即可完成測試工作。

★高精度A/D:32bit,采集數據更加可靠、精準、靈敏。

★無線擊發錘,現場設備同步采集記錄。

★兼容客戶以前的進口傳感器,如(752A13等)。

★傳感器設計防水,即便傳感器現場瞬間掉入泥水中也可保證完好

★根據隧道不同圍巖狀況可預報距離100米~200米

★每個測試節點獨立運行,無需外部供電及外接計算機

★使用真地震反射成像技術法測量時無需鉆孔和爆破,現場高效簡潔,占用施工時間少

★傳感器及儀器均有反光標貼,便于尋找

★整套設備尺寸小、重量輕,可一箱裝完,便于測試人員攜帶

 

三、工作原理

1、真地震反射成像技術(True Reflection Tomography):
  是利用巖體中不均勻面的反射地震波進行超前探測,該法在觀測方式和資料處理方法上與隧道地震反射地質預報法及負視速度法均有很大不同,它采用空間多點激發和接收的觀測方式,其檢波點和激發點呈空間分布,以便充分獲得空間場波信息,從而使前方不良地質現象的定位精度大大提高;它的數據處理關鍵技術是速度掃描和偏移成像,不需要走時,因此,對巖體中反射界面位置的確定、巖體波速和工程類別的劃分都有較高的精度,而且還具有較大的探測距離,應該說較隧道地震反射地質預報法有較大的改進。由實際應用知,真地震反射成像技術法在結晶巖體中的探測距離可達100~150m,在軟弱的土層和破碎的巖體中尚可預報60~100m;

 

1-1、真地震反射成像技術法采用空間多點激發和接收的觀測方式,其檢波點和激發點呈均勻的三維空間分布,以便充分獲得空間場波信息,從而使前方不良地質現象的定位精度大大提高;

1-2 、真地震反射成像技術法的數據處理關鍵技術之一是速度掃描和偏移成像,不需要走時,因此,對巖體中反射界面位置的確定、巖體波速和工程類別的劃分都有較高的精度,并具有較大的探測距離。

1-3 、以每個震源和地震信傳感器組的位置為焦點,與所有可能產生回波的反射體可以確定一個橢球。足夠多數量的震源和地震信傳感器組對會形成一個三維數組,每個界面/反射的地層位置可以由這些眾多橢球的交匯區域所確定。

1-4 、各個波形振幅隨時間的變化由被探測巖層大小建立的波速模型來計算,真地震反射成像技術是掃描和全息技術的結合,震源的間隔和頻率決定圖像的分辨率。

 

2、隧道地震反射地質預報法(Tunnel Seismic Prediction):

利用地震波反射回波方法測量的原理。地震波震源采用小藥量c4激發產生,c4激發在隧道邊墻的風鉆孔中,通常24個炮孔布置成一條直線。地震波的接收器也安置在孔中,一般左右洞壁各布置一個。地震波在巖石中以球面波形式傳播,當地震波遇到彈性波阻抗差異界面時,例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發育帶等,一部分地震信反射回來,一部分信透射進入前方介質繼續傳播。

反射的地震信被高靈敏度的地震檢波器接收,反射信的傳播時間與傳播距離成正比,與傳播速度成反比,因此通過測量直達波速度、反射回波的時間、波形和強度,可以達到預報隧道掌子面前方地質條件的目的。在一定間隔距離內連續采用上述方法,結合施工地質調查,可以得到隧道圍巖的地質力學參數,如動彈性模量、動剪切模量和動泊松比參數等。工作中結合相關的地質資料和施工地質工作,總結預報經驗可以提高預報的準確性。

四、真地震反射成像技術法 和 隧道地震反射地質預報法對比

 

 

真地震反射成像技術法

隧道地震反射地質預報法

雷達

說明

激振要求

錘擊

爆破

爆破安全性小于錘擊,激發能量爆破大于錘擊

預報范圍

100~200米

100~200米

10米左右

 按照施工進尺,雷達由于探測距離短,需要施工單位停工配合次數較多

現場部署時間

<20分鐘

少大于120分鐘

15分鐘左右

因為采用爆破激勵,需要現場裝藥,組織起爆網絡等工作

現場測試時間

約10分鐘

>60分鐘

>60分鐘

 

人員需求

1人

鉆孔1人,放炮1人,操作1人

1人負責操作,1人掃描

 

人員安全

安全

有爆炸飛石、沖擊波的危險

直接在掌子面操作,較為危險

 

輔助設備要求

需測量隊測量坐標記錄

鉆機(鉆炮孔、鉆測試孔);清孔吹灰;穿PVC管,防止塌孔、需測量隊測量坐標記錄

超過1人高的距離需要機具舉升才能實現整個掌子面的探視

 

耗材成本

小于50元

單次大于1000元

 

是否需要提前部署

不需要

需要提前告之鉆孔

需要

鉆孔需要提前協調施工方

準確性

鉆孔的深度、藥量的大小,孔的*性等問題會導致TSP法的準確性差異

五、系統構成

 

全套配置

主件部分

附件部分

(1)10路無線數據記錄終端

(1)高亮手電筒

(2)10支數據采集傳感器單元

(2)隧道頭燈

(3)1路無線觸發終端

(3)油性橡皮泥

(4)1個擊發錘、(內置觸發傳感器)

(4)激光測距儀

(5)1臺無線佩戴式數據反饋器

(5)無線觸發終端佩戴包

(6)1臺無線信收發器

(6)隧道防塵口罩

(7)1臺平板電腦

(7)反光貼

(8)1套采集軟件

(8)護目鏡

(9)1套2D地質超前預報分析軟件(選配)

(9)自封防水袋 

六、成像效果圖:

層析反射成像圖

 

側視圖

溶蝕的破碎帶

 

風化破碎帶

八、部分案例

時間

項目名稱

預測隧道地質情況

2015年

江陵某隧道

距掌子面前方40m范圍內,局部里程段巖體極破碎,富裂隙水,其余段圍巖和已開挖段相比沒有較大變化。

2015

京沈客專線某隧道

距掌子面前方10m范圍內,節理裂隙發育,存在小型破碎帶;90160m范圍內,巖體極破碎,節理裂隙發育,存在破碎帶。

2016

山西某煤礦

1、迎頭前方 72 米到 90 米處,有明顯的豎向破碎帶,寬度為 18 米左右,方位偏左側方;2、迎頭前方 79 米到 84 米處,存在巖體斷層現象,寬度為 5 米左右,走向為豎向,方位靠右側方;3、 迎頭前方 113 米到 120 米處;存在巖體斷層現象,寬度為 7 米左右,走向為豎向,方位靠右側方;4、 迎頭前方 54 米到 64 米處,該區域存在輕微破碎帶,建議采掘過程中適當注意支護措施。

2016

遼寧阜新某煤礦

1、 富水區域集中在正上方 15 米到 30 ,左側面 10 米到 20 米處;2、從開始探測面 0 米到 40 米處,巖體比較破碎,存在富水現象,但不存在大范圍水源地質狀況,建議水量監測和防護。

 

九、設備參數指標

現場數據記錄單元參數指標

支持測試方法

真地震反射成像技術法和隧道地震反射地質預報法

預測距離:

100-200米;

小預報的讀數精度:

0.1米;

A/D精度:

32bit;

量程

±1V、±10V

采集通道數:

10采集通道、1觸發通道

頻率范圍:

0.1-5000Hz

設備連接方式:

采集終端到控制終端為無線方式

控制終端:

平板電腦

采樣速率

500KHz/200KHz/100 KHz/

5kHz/2kHz/1kHz/

500Hz/200Hz/100Hz/多檔可調?

采集方式:

全并行同步采集

無線反饋器終端

佩戴式,無線傳輸,可指導測試數據是否達標,自動提醒是否進入測試下一步驟

攜帶:

便攜式,內置鋰電池,可連續工作12小時,現場無需外接電源即可工作

充電時間:

約2小時

電量指示:

帶百分比的電量指示

總重量:

現場部分:附件部分:

防護等級:

傳感器防水,即便傳感器現場瞬間掉入泥水中也可保證傳感器完好

工作溫度:

-20℃~60℃

操作系統:

默認為Win10系統,可選配Win7

傳感器單元參數指標

量程

±5g pk

頻響

0.5-3KHz

工作溫度

-18~66℃

重量

7.5克

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