1. 简 介:
骄鹏集团研制的TST24隧道地质超前预报系统是专门为长距离、地质复杂隧道的超前地质预报而设计的,它由四大部分构成,分别是人工震源、传感器单元、记录单元和分析处理解释单元。该系统综合了国内外目前常用的TSP、地震负视速度法(VSP)等超前预报方法,它的预报距度为地质雷达的4-12倍,预报费用为超前水平钻探的1/10-1/20。该系统不仅可以在以钻爆法施工的隧道中使用,也可使用在以 TBM开挖施工的隧道中,而且不必接近掌子面,对施工干扰小。
TST24系统采用的是回声测量原理。地震波在隧道掌子面后方一定范围内的钻孔中用少量炸药激发产生。地震波在岩石中以球面波形式向四周传播。当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面,例如断层、岩石破碎带和岩性变化等)时,一部分地震信号反射回来。反射地震信号将被高灵敏度的三分量传感器接收,转换成电信号并放大。这些回波信号的传播速度、反射时间、波形、强度和方向是与相应的不良地质体的性质和分布状况紧密相关的。通过相关处理手段,建立各反射波组在时间和空间域中的形态方程,从而可反演计算出波组抗界面的空间分布状态,实现对隧道前方不良地质界面探测目的。
通常地质条件下,TST24隧道超前预报系统可以预报100-150m,在地质条件较好时,可以预报更长的距离。
2. 仪器特点:
1、TSP24地质超前预报仪具有24个宽频带高精度采集通道,可同时布置8个速度型三分量传感器或加速度型三分量传感器接收,可采用共接收点水平地震反射法,也可采用多道接收的共反射点水平地震反射法,还可根据隧道施工的特殊性及施工方的特殊要求, 单点反射法、地震反射层析成象(True Reflection Tonography)等预报方法,方便、灵活;2、仪器频带宽度宽,为 0.1Hz ~ 10KHz,可适应在硬岩、软岩、松散地层中进行地质预报;预报距离:软岩100 - 150 米, 硬岩200米;
3、由于在数据处理过程中增加了反射波幅频特性分析方法,进一步提高超前预报解释精度;
4、由于采用遥爆等探测技术,可以在施工不间断的情况下(如TBM施工)实时监测前方岩体完整性,为隧道超前预报技术提供新的研究思路;
5 、配置三分量速度型传感器及加速度型三分量传感器接收,两种传感器用于不同岩性的隧道探测,其中加速度三分量传感器的频带宽度高,主要用于硬岩和岩溶等细小构造超前探测;而速度型三分量传感器由于其频带相对低,可以获得较长探测距离.通常速度型传感器探测距离100~150米, 而加速度型传感器探测距离可达200米.
6、仪器除采用传统的线控同步外,还可采用无线电同步和GPS同步,为其他探测方法,如井地观测系统、井间地震CT等方法提供了硬件支持;
7、仪器主机采用超小型设计、重量轻(整套配置可由一人携带),内置锂电池充满后主机可连续工作10小时以上,实现了数据采集与数据处理于一体,极大地方便了测试工作人员.灵敏度高、指向性强;
8、采用1.5-2米孔内接收,可避免面波等干扰波干扰;
9、自动完成信号的采集、处理和成果展示;数据采集系统装有正演模拟系统,以便在进行野外布置观测系统前根据前期勘测资料,利用有限差分法进行波场数值模拟了解弹性波场的特征,进而合理的布设观测系统以最大程度的获得纵波和横波信息,从而提高预报准确性和预报距离;
10、仪器仪器采用全封闭防潮防静电设施,适用隧道的恶劣环境。
3. 主机技术指标:
1. 三分量输入通道数: 6道(加速度、速度型任选) 、24道(一发多收方式)
2. 采样率 25us ~ 10ms
3. 频率范围 0.5Hz ~ 10K Hz高频通道
4. A/D转换 ΔΣ24bit
运算精度 32 bit
折合噪声 1μV,,RFI,
(当采样率为2.0ms)
5. 道间抑制 144 dB
6. 显示器 9吋(16.9),1024×600
7. 处理器 Intel (R) Atom N270 1.6GHZ
内存 1G
硬盘 160
8. 道间抑制比 100 dB
9. 同步方式 有线脉冲、GPS授时同步、GFSK无线电同步
10.内置锂电池容量 7.44/17.6AH
11.体积 320×180×90mm
12.使用温度 -20~+60℃
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