本發(fā)明涉及城市盾構(gòu)隧道電阻率法探測領(lǐng)域，特別涉及一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、為了解決城市交通擁堵的問題，地鐵成為了人口密集城市必不可少的交通措施。盾構(gòu)是城市地鐵建設(shè)的主流施工方法，但是城市地鐵盾構(gòu)隧道施工也面臨著諸多問題，例如城市地下地質(zhì)條件復(fù)雜，賦存溶洞、軟弱夾層、富水帶等不良地質(zhì)，極易誘發(fā)突涌水、地層失穩(wěn)、地表塌陷等災(zāi)害，嚴重的會造成經(jīng)濟損失和人員傷亡，給盾構(gòu)隧道施工安全帶來了嚴重威脅。

3、據(jù)了解，直流電阻率法可以有效識別地下水、斷層、溶洞、泥巖、硬巖和其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并對為開挖的風(fēng)險區(qū)域進行處理，避免造成突涌水、地層失穩(wěn)等災(zāi)害，保障施工人員的安全。但是在盾構(gòu)隧道進行探測時存在以下問題：

4、（1）常用探測方法需要在隧道掌子面上布置測量電極并在隧道邊墻上布置供電電極，需要掌子面前方留有部分空間，影響盾構(gòu)掘進工期；（2）探測儀器需要人為運輸，每次探測都需要重新布置測量電極和供電電極，降低了探測效率提高了人力消耗；（3）傳統(tǒng)盾構(gòu)隧道探測需要工人進入盾構(gòu)刀盤布設(shè)電極，工人安全得不到保障。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置及方法，用盾構(gòu)刀盤及盾構(gòu)護盾充當供電電極，節(jié)省了洞內(nèi)供電電極布置的時間，提高了探測效率和盾構(gòu)掘進效率。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置。

4、一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，包括：發(fā)射機單元、接收機單元、發(fā)射電極單元和接收電極單元；

5、用于搭載在盾構(gòu)機主控室內(nèi)的發(fā)射機單元通過線纜與發(fā)射電極單元連接，所述發(fā)射電極單元為盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)護盾；

6、用于布置在盾構(gòu)機上的接收機單元通過線纜與接收電極單元連接，接收電極單元包括多個布置在盾構(gòu)管片縫隙中的接收電極。

7、作為本發(fā)明第一方面進一步的限定，所述發(fā)射機單元，包括：電源濾波模塊、電源開關(guān)、信號解譯模塊、恒壓控制模塊、恒流控制模塊、電流數(shù)據(jù)接收模塊、電壓數(shù)據(jù)接收模塊和發(fā)射開關(guān)，交流電源與所述電源濾波模塊連接，所述電源濾波模塊與所述電源開關(guān)連接，所述電源開關(guān)與所述信號解譯模塊連接；

8、所述信號解譯模塊分別與所述恒壓控制模塊和所述恒流控制模塊連接，所述恒壓控制模塊和所述恒流控制模塊分別與所述發(fā)射開關(guān)連接，所述發(fā)射開關(guān)與所述發(fā)射電極單元連接；

9、所述電流數(shù)據(jù)接收模塊、所述電壓數(shù)據(jù)接收模塊以及所述信號解譯模塊分別與盾構(gòu)主控室計算機連接。

10、作為本發(fā)明第一方面更進一步的限定，所述信號解譯模塊，用于接收盾構(gòu)主控室計算機中設(shè)置好的發(fā)射信號，并控制恒壓控制模塊或者恒流控制模塊的發(fā)射工作。

11、作為本發(fā)明第一方面更進一步的限定，所述發(fā)射機單元的恒壓控制模塊和恒流控制模塊，用于執(zhí)行設(shè)置好的發(fā)射任務(wù)，控制發(fā)射電流和發(fā)射電壓的大小。

12、作為本發(fā)明第一方面更進一步的限定，所述發(fā)射機單元還包括指示燈，所述指示燈用于表示發(fā)射機單元的狀態(tài)，熄滅狀態(tài)表示發(fā)射機單元關(guān)機并未接入電源，第一顏色狀態(tài)表示接入電源但并未發(fā)射，第二顏色狀態(tài)表示發(fā)射機單元正在發(fā)射。

13、作為本發(fā)明第一方面更進一步的限定，所述電流數(shù)據(jù)接收模塊和電壓數(shù)據(jù)接收模塊，用于在發(fā)射機單元發(fā)射電流后收集發(fā)射的電流和電壓大小，并傳輸給盾構(gòu)主控室計算機，盾構(gòu)主控室計算機顯示發(fā)射機單元的實際發(fā)射信號。

14、作為本發(fā)明第一方面進一步的限定，所述接收機單元，包括：電源開關(guān)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、wi-fi模塊、gps、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電極信息傳輸模塊和接收電極接入模塊；

15、所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述wi-fi模塊連接，所述wi-fi模塊與盾構(gòu)主控室計算機連接，所述接收電極接入模塊與各個接收電極連接，所述接收電極接入模塊與所述電極信息傳輸模塊連接，所述電極信息傳輸模塊與所述盾構(gòu)主控室計算機連接。

16、作為本發(fā)明第一方面更進一步的限定，所述接收電極單元包括多個獨立電極，各個獨立電極在盾構(gòu)管片縫隙中呈多圈布置。

17、第二方面，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)機，所述盾構(gòu)機上搭載有本發(fā)明第一方面所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置。

18、第三方面，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置的作業(yè)方法，利用本發(fā)明第一方面所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，包括以下過程：

19、在盾構(gòu)機中將發(fā)射機單元與盾構(gòu)機護盾連接，盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)機護盾充當供電電極，在盾構(gòu)機后部將測量電極布置在盾構(gòu)管片的縫隙中，布設(shè)三圈，并與接收機單元連接；

20、將發(fā)射機單元與外接電源連接，打開發(fā)射機單元的開關(guān)，待指示燈亮起紅色，接收機單元打開電源開關(guān)，接收機單元和盾構(gòu)主控室計算機用wi-fi模塊連接，啟動盾構(gòu)主控室計算機中的探測軟件，為探測作業(yè)做準備；

21、將發(fā)射機單元、接收機單元及盾構(gòu)主控室計算機連接好后，通過主控室的盾構(gòu)主控室計算機選擇發(fā)射機單元的發(fā)射模式、占空比、供電周期、供電和采集通道路數(shù)；

22、確定好盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)護盾處無施工人員之后開始進行探測，主控室的盾構(gòu)主控室計算機控制恒流大功率發(fā)射模塊發(fā)射電流，并查看發(fā)射機單元的指示燈，此時為綠色；

23、探測時的全部數(shù)據(jù)會全部儲存在盾構(gòu)主控室計算機中，通過盾構(gòu)主控室計算機中特定的數(shù)據(jù)處理軟件對探測數(shù)據(jù)進行處理，得到探測區(qū)域的具體情況。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

25、1、本發(fā)明的發(fā)射機單元搭載在盾構(gòu)機內(nèi)部，用盾構(gòu)刀盤及護盾充當供電電極，節(jié)省了洞內(nèi)供電電極布置的時間，提高了探測效率和盾構(gòu)掘進效率。

26、2、本發(fā)明的發(fā)射機單元隨盾構(gòu)機移動不必人力運輸，探測時電纜不必暴露在盾構(gòu)機外側(cè)，保護了發(fā)射機單元不受漏水和粉塵的損害。

27、3、本發(fā)明在施工完成的區(qū)域布置接收機單元，接收機單元與主控室內(nèi)的盾構(gòu)主控室計算機用wi-fi模塊連接，可以實時傳輸位置信息和探測信息，并用專屬軟件控制發(fā)射機單元發(fā)射與接收機單元接收，有利于實現(xiàn)探測的高效化。

28、4、本發(fā)明在探測時工人不必進入刀盤倉安裝電極，保證了工人安全。

29、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

2.如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

3.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

4.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

5.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

6.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

8.如權(quán)利要求1-6任一項所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，其特征在于，

9.一種盾構(gòu)機，其特征在于，所述盾構(gòu)機上搭載有權(quán)利要求1-8任一項所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置。

10.一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置的作業(yè)方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-8任一項所述的盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置，包括以下過程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于城市盾構(gòu)隧道電阻率法探測領(lǐng)域。提供了一種盾構(gòu)刀盤及護盾為供電電極的電法探測裝置及方法，用于搭載在盾構(gòu)機主控室內(nèi)的發(fā)射機單元通過線纜與發(fā)射電極單元連接，所述發(fā)射電極單元為盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)護盾；用于布置在盾構(gòu)機上的接收機單元通過線纜與接收電極單元連接，接收電極單元包括多個布置在盾構(gòu)管片縫隙中的接收電極；本發(fā)明用盾構(gòu)刀盤及盾構(gòu)護盾充當供電電極，節(jié)省了洞內(nèi)供電電極布置的時間，提高了探測效率和盾構(gòu)掘進效率。

技術(shù)研發(fā)人員：肖越,張碩,聶利超,王喚龍,李志強,馬鵬飛,韓磊
受保護的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19