專利名稱：Tsp超前地質(zhì)預(yù)報的組合信號觸發(fā)布線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種隧道TSP超前地質(zhì)預(yù)報的組合信號布線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超前地質(zhì)預(yù)報作為隧道信息化動態(tài)設(shè)計和施工不可或缺的部分，及時預(yù)報掌子面前方不良地質(zhì)情況，以便提前采取有效措施，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，確保隧道施工的安全， 已經(jīng)得到了工程界的廣泛認同。隧道地震勘探法(TSP)是施工期非破壞性長期超前地質(zhì)預(yù)報的主要方法之一，已經(jīng)成為長大隧道信息化施工中應(yīng)用最廣泛的預(yù)報方法之一。目前采用的TSP超前地質(zhì)預(yù)報標(biāo)準測線布置具有一定的局限性，主要是由于爆破激發(fā)地震波信號的頻率和能量與實際工程需求的矛盾關(guān)系激發(fā)弱信號時，能夠產(chǎn)生更多高頻地震波信號，提高預(yù)報分辨率，但信號的信噪比低，預(yù)報距離短；激發(fā)強能量信號時，能夠產(chǎn)生振幅大的高能量地震波信號，增加預(yù)報距離，但信號頻率會降低，影響預(yù)報分辨率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述標(biāo)準信號觸發(fā)方式的不足，提供一種可同時獲取能量高、頻率高的地震波信號，有利于同時提高預(yù)報精度和距離的組合信號布線結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種TSP超前地質(zhì)預(yù)報的組合信號觸發(fā)布線結(jié)構(gòu)，在隧道洞壁的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置若干個觸發(fā)點，每側(cè)的若干個觸發(fā)點位于同一水平面的一條直線上，每個觸發(fā)點設(shè)有兩個上下對稱的炮點。這里“觸發(fā)點”為按照現(xiàn)有技術(shù)中的布線方法中的炮點處所假想的點。兩個上下對稱的炮點與相應(yīng)的觸發(fā)點的中心距為R1=I 5cp_Rb，式中，φ為距離修正系數(shù)，φ取值1級圍巖1. 05, II級圍巖1. 1，III級圍巖1. 15， IV級及更差圍巖1. 2 ；Rb為信號激發(fā)炮孔半徑。每個炮點處設(shè)有雷管，上下對稱的炮點處的雷管與觸發(fā)器相連，觸發(fā)器與起爆器和主機相連。一種TSP超前地質(zhì)預(yù)報的信號觸發(fā)方法，起爆器向觸發(fā)器發(fā)出起爆信號后，觸發(fā)器同時向上下兩個對稱的炮點處的雷管和主機發(fā)出觸發(fā)信號，同時激發(fā)上下兩個對稱的炮點，雷管接到觸發(fā)信號后起爆炸藥，兩個炮點同時爆破，主機接到觸發(fā)信號的同時開始采集地震波信號。本實用新型研究了地震波信號能量和頻率與實際工程需要的矛盾關(guān)系，解決了接收信號無法獲取能量高、頻率高的地震波信號，無法同時滿足預(yù)報精度和距離要求的問題。 通過采用組合信號觸發(fā)與接收方式，與前人研究相比，所獲得的地震波信號能量高、頻率高，使超前地質(zhì)預(yù)報精度和距離均得到改善。本實用新型解決了地震波信號能量和頻率與實際工程需要之間的矛盾，具有的主要優(yōu)點是通過同時起爆激發(fā)組合信號，可獲得能量高、頻率高的地震波信號。
圖1為原信號與組合信號觸發(fā)方式布線比較圖；圖2為原信號觸發(fā)與采集方式圖；圖3為并聯(lián)式組合信號觸發(fā)與接收方式圖。
具體實施方式
下面通過具體實例對本實用新型進行進一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實用新型，并不對其內(nèi)容進行限定。如圖1所示，一種TSP超前地質(zhì)預(yù)報的組合信號觸發(fā)布線結(jié)構(gòu)，在隧道洞壁的一側(cè)
設(shè)置24個觸發(fā)點i (i = 1，2，3，......，23，24)，24個觸發(fā)點i位于同一水平面的一條直線
上，高于洞底1. 0 1. 5m,間距1. 5m，炮孔深度1. 5m且上下兩個對稱的炮孔深度必須相等，
每個觸發(fā)點i設(shè)有兩個上下對稱的炮點i'和i〃 (i' = 1,2,3,......，23，24;i〃=l，
2 j 3 j......j 23 j 24) ο如圖1所示，觸發(fā)點i位于同一水平面的一條直線上，每個觸發(fā)點設(shè)置炮孔，為現(xiàn)有技術(shù)中信號觸發(fā)布線結(jié)構(gòu)，在原信號觸發(fā)布線的每個觸發(fā)點i處設(shè)有兩個上下對稱的炮點i'和i"，因此炮點i'和i"的中心線仍為原信號觸發(fā)布線的直線。按照改進后的測線布置方式布置炮孔，改進后測線測點(兩個上下對稱的炮點 i'和i")與標(biāo)準測線測點(相應(yīng)的觸發(fā)點i)的中心距的經(jīng)驗公式
Ri=15qrRb(1)式中，Ri為改進后測線測點與標(biāo)準測線測點中心距，φ為距離修正系數(shù)，Rb為信號激發(fā)炮孔半徑。改進后對稱信號激發(fā)孔(兩個上下對稱的炮點i'和i〃 )中心距為
Di=30(p-Rb(2)修正系數(shù)φ取值1級圍巖1. 05，II級圍巖1. 1，III級圍巖1. 15，IV級及更差圍巖1. 2。Rb 一般取0. 02m,故改進后對稱信號激發(fā)孔中心距為0. 63 0. 72m。經(jīng)驗公式(1)和(2)適用于對稱炮孔裝藥量一致的情況，若炮孔裝藥量不一致則不應(yīng)采用對稱炮孔的形式，需通過理論或數(shù)值模擬計算決定炮孔布置方式。如圖3所示，每個炮點處設(shè)有雷管，上下對稱的炮點處的雷管1-1'和1-1"與觸發(fā)器1-3相連，觸發(fā)器1-3與起爆器1-2和主機1-4相連。按照改進后的組合信號觸發(fā)方式，采用上下對稱炮孔并聯(lián)式連接方式連接，并與觸發(fā)器觸發(fā)信號發(fā)出端口相連，而起爆器 1-2、觸發(fā)器1-3與主機1-4之間的連接方式則保持傳統(tǒng)方式不變，即起爆器1-2與觸發(fā)器 1-3相連接，觸發(fā)器1-3的兩個觸發(fā)信號輸出端口分別與雷管1-1'和1-1"和主機1-4相連。圖2為原信號觸發(fā)與采集方式圖，起爆器1-2與觸發(fā)器1-3相連接，觸發(fā)器1_3的兩個觸發(fā)信號輸出端口分別與雷管1-1和主機1-4相連。一種TSP超前地質(zhì)預(yù)報的信號觸發(fā)方法，起爆器向觸發(fā)器發(fā)出起爆信號后，觸發(fā)器同時向上下兩個對稱的炮點處的雷管和主機發(fā)出觸發(fā)信號，同時激發(fā)上下兩個對稱的炮點，雷管接到觸發(fā)信號后起爆炸藥，兩個炮點同時爆破，主機接到觸發(fā)信號的同時開始采集地震波信號。按照改進后的組合信號觸發(fā)測線布置方式，采用并聯(lián)式組合信號觸發(fā)方法，依次同時激發(fā)觸發(fā)點i'與觸發(fā)點i"處的上下兩個炮點，使其同時爆破，激發(fā)的同時通過主機接收，獲得能量大、頻率高的地震波信號，使超前地質(zhì)預(yù)報在精度和距離兩個方面均得到改
口 ο上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明自，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種TSP超前地質(zhì)預(yù)報的組合信號觸發(fā)布線結(jié)構(gòu)，在隧道洞壁的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置若干個觸發(fā)點，每側(cè)的若干個觸發(fā)點位于同一水平面的一條直線上，其特征在于，每個觸發(fā)點設(shè)有兩個上下對稱的炮點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩個上下對稱的炮點與相應(yīng)的觸發(fā)點的中心距為Rrl5(p_Rb，式中，φ為距離修正系數(shù)，φ取值1級圍巖1. 05，II級圍巖1. 1，III級圍巖1. 15，IV級及更差圍巖1. 2 ；Rb為信號激發(fā)炮孔半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的布線結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個炮點處設(shè)有雷管，上下對稱的炮點處的雷管與觸發(fā)器相連，觸發(fā)器與起爆器和主機相連。
專利摘要本實用新型公開了一種TSP超前地質(zhì)預(yù)報的組合信號觸發(fā)布線結(jié)構(gòu)，在隧道隧洞一側(cè)的設(shè)置若干個觸發(fā)點，若干個觸發(fā)點位于同一水平面的一條直線上，其特征在于，每個觸發(fā)點設(shè)有兩個上下對稱的炮點。觸發(fā)方法為，起爆器向觸發(fā)器發(fā)出起爆信號后，觸發(fā)器同時向上下兩個對稱的炮點處的雷管和主機發(fā)出觸發(fā)信號，同時激發(fā)上下兩個對稱的炮點，雷管接到觸發(fā)信號后起爆炸藥，兩個炮點同時爆破，主機接到觸發(fā)信號的同時開始采集地震波信號。通過對測線布置和信號觸發(fā)方式的改進，使不同雷管采用并聯(lián)式連接，同時爆破和觸發(fā)信號，爆破后獲得能量高、頻率高的地震波信號，使超前地質(zhì)預(yù)報在精度和距離兩個方面均得到改善。
文檔編號G01V1/02GK202217063SQ20112028691
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者周宗青, 周毅, 張慶松, 李利平, 李術(shù)才, 許振浩 申請人:山東大學(xué)