隧道掌子面前方岩体三维波速成像的随钻测量方法与装置

摘要

本发明公开了一种隧道掌子面前方岩体三维波速成像的随钻测量方法与装置，在超前地质钻机工作前，在隧道掌子面及隧道侧面快速布置地震波接收传感器，采用环线组合的三维观测方式，根据钻进深度传感器实时反馈的数据，通过钻机控制系统，对超前钻机的钻杆运行方式和钻头钻进模式进行自动适时切换；先导传感器对震源信号进行实时采集，噪声传感器对噪声信号进行实时采集，地震波接收传感器对地震波进行实时采集本装置能够获得超前钻机钻进前方及隧道周围不良地质体的分布情况，以及对钻进前方岩体质量做出较精确评估，可以对钻进前方岩体质量等级进行预报并及时发现掌子面前方的不良地质体，可据此优化施工方案，为保障隧道施工安全提供借鉴。

主权项

一种隧道掌子面前方岩体三维波速成像的随钻测量装置，其特征是：包括震源外接先导传感器装置、地震波接收传感器、快速布置装置、噪声传感器、多通道地震波数据采集仪和超前地质钻机控制系统，其中，所述震源外接先导传感器装置布置在超前地质钻机钻杆的前端、钻头的后方，记录钻头破岩震动信号，所述地震波接收传感器设置于快速布置装置上，快速布置装置位于隧道掌子面及隧道侧面，所述噪声传感器安装在超前地质钻机的噪声源处，记录噪声源的噪声信号；所述超前地质钻机控制系统，包括钻进深度传感器和钻进控制系统，钻进深度传感器安装在钻机的滑行主梁上，通过已使用钻杆的数量和钻机回转钻盘动力头的位置来确定钻进深度，实时将钻进深度数据采集并传输给钻进控制系统，钻进控制系统根据钻进深度所处区间位置，控制钻进钻杆的运行方式。