CN107101603A - 一种用于隧道tsp预报的辅助装置、方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于隧道TSP预报的辅助装置、方法及应用，属于岩土工程相关技术领域。装置部分主要包括壳体，该壳体具有凸起部；凸起部内部具有条码尺，条码尺通过转轴实现在壳体内部的转动；所述壳体的一侧具有供条码尺伸缩的开口，该开口的上方具有用于读取条码尺数据的读码器；所述壳体上还设置有显示屏和控制钮；所述壳体内具有电源模块及数据存储模块。本装置通过设计全新的结构，使其在能够进行多项数据测量，并能够对多组数据进行记录。

Description

一种用于隧道TSP预报的辅助装置、方法及应用

技术领域

本发明涉及岩土工程相关技术领域，具体的说，是涉及一种用于隧道TSP预报的辅助装置、方法及应用。

背景技术

TSP(Tunnel Seismic Prediction ahead)法，即隧道前方地震预报或超前地质预报，指在隧道掌子面附近边墙一定范围内布置激发孔(大约设置24个激发炮孔，每个激发炮孔内放置带有引线的雷管和乳化炸药))，通过在孔中人工激发地震波，所产生的地震波以球面波的形式在隧道围岩中传播，当围岩波阻抗发生变化时(例如遇岩溶、断层或岩层的分界面)，一部分地震波将会被反射回来，另一部分地震波将会继续向前传播。反射的地震波由高灵敏度的地震检波器所接收并传递到主机形成地震波记录，技术人员对该记录数据处理便可了解隧道工作面前方不良地质体的性质(软弱带、破碎带、断层、含水等)和位置及规模，进而提前采取有效措施，防治突水、突泥、塌方等地质灾害的发生，确保隧道施工的安全。

TSP是施工期非破坏性长期超前地质预报的主要方法之一，已经成为深长隧道信息化施工中应用最广泛的预报方法之一。

然而在TSP预报过程中，需要就炮孔的深度，倾角，炮孔间距等参数进行量测，由于量测项目较多，测量过程中，使用的装置较为繁杂，且部分量测项目缺乏准确性。

目前在进行炮孔间距及炮孔与地面间距量测中采用的方式有一定的局限性、繁琐性，如需多次、远距离、一测一记等，传统的测量装置和方式在重复繁琐操作时存在一定误差，最终导致预报结果不准，从而影响对于前方掌子面围岩稳定性的准确判断，错误的超前地质预报更会拖延工期，严重的将会引发工程事故的发生。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于隧道TSP预报的辅助装置。本装置通过设计全新的结构，使其在能够进行多项数据测量，并能够对多组数据进行记录。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于隧道TSP预报的辅助装置，包括：

壳体，该壳体具有凸起部；

凸起部内部具有条码尺，条码尺通过转轴实现在壳体内部的转动；

所述壳体的一侧具有供条码尺伸缩的开口，该开口的上方具有用于读取条码尺数据的读码器；

所述壳体上还设置有显示屏和控制钮；

所述壳体内具有电源模块及数据存储模块。

数据存储模块通过人为按动或者自动模式可对测量的数据进行保存，可以重复性多次存储测量数据，使得TSP的炮孔间距得以有效快捷智能保存，并可进一步对存储的数据输出到处理系统。

优选的，所述壳体的另一侧具有后盖。

优选的，所述转轴的一端凸出于所述壳体，转轴与把手固定连接。

优选的，所述壳体上还具有数据交互接口。

优选的，所述壳体上还具有电源接口。

优选的，所述壳体的侧还设置有激光测距机构，数据存储模块能够将激光测距机构所测得的数据记录。通过激光传感器发射激光脉冲，再对信号进行采集转换，从而可以对炮孔的深度进行便携测量，也可多次测量炮孔深度。

优选的，所述显示屏为触摸屏。显示屏可对读码装置识别的数据进行显示，可以在隧道黑暗的环境下显示出测量结果，测量日期，测量次数等参数，便于技术人员在现场直接读取和对比间距结果。

优选的，所述壳体为塑料或不锈钢材质。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种利用上述辅助装置的方法，主要包括如下步骤：

A、将条码尺的一端的固定在第一个炮孔外侧；

B、令激光测距机构一侧贴近炮孔并测量，获得炮孔深度数据；

C、壳体向第二个炮孔移动，读码器对条码尺进行数据读取并存档；

D、重复步骤B和步骤C，直至获得所有炮孔的深度及间隔数据。

本发明还要求保护上述的辅助装置在TSP炮孔测量工作中的应用。

本发明的有益效果是：

1、本发明解决了以前测量中的诸多不便，通过本设计可以改善测量操作，一次性可分段多次(大于等于24次)测量炮孔间距，并可存储多次测量的数据，提高工作效率，保证数据的准确性，智能方便高效。

2、通过主动读码，解决了以往人为读取刻度导致的误差和人为差异性，条码尺根据距离需要调节长度，易于技术人与对其操作，简化工作流程。

3、激光测距机构主要是测量炮孔的深度，可实现与炮孔间距的同时测量，减少测量工序，提高工作效率。

4、显示屏的安置使测距过程更加智能化，数据更加可视化，可以在现场及时掌握数据并校正问题的所在，如炮孔间距太大或小，进一步改善tsp的施工，更具合理化、规范化。

5、存储模块、控制钮和输出装置使得数据及时保存，相比以往的记录方式更加快捷准确有效，数据存档智能化；可自由输出数据到计算机或处理系统。

6、条码尺可人为或者自动盘绕的回收装置优化了测量工具的回收，更具便捷化、效率化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中条码尺的结构示意图；

图3是本发明中后盖于数据接口的相对位置示意图；

图4是本发明的原理示意图；

其中：1.条码尺；2.读码器；3.显示屏；4.控制钮；5.把手；6.后盖；7.数据交互接口；8.电源接口；9.转轴；10.壳体；11.激光测距机构；凸起部12；电源模块13；数据存储模块14。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例：一种用于隧道TSP预报的辅助装置，其结构与原理参考图1-4所示，主要包括：条码尺1、读码器2、显示屏3、手动按钮4、把手5、后盖6、数据交互接口7、电源接口8、转轴9、壳体10，激光测距机构11；在壳体10上具有用于容纳条码尺1的凸起部12，壳体10内部具有电源模块13及数据存储模块14。

条码尺1和读码器2是获取炮孔间距的直接装置，条码尺1是盘绕转轴9上，且条码尺1和转轴9大部分位于壳体10内。条码尺1的一端带有拉环，便于测量时取出条码尺1。条码尺1依靠转轴9可以在壳体10内转动。

读码器2安装在壳体10上靠近条码尺1的进出端，可实时读取测量数据，读码器2进一步与显示屏3和数据存储模块14相连接，及时地把测量数据处理成可视效果和保存文件。

激光测距机构11和把手5位于壳体10的同侧，激光测距机构11能够发射并接受信号，以实现对距离的测量。

显示屏3是实时显示测量数据的直接装置，位于壳体10上端凹槽处，凹槽的设计是为了很好的保护屏幕。

存储模块14与数据交互接口7相连，从而达到把保存的数据文件输出到计算机处理系统进行处理、存档。数据交互接口7旁边是电源接口8，用于补充装置电量，实现持久性、反复性应用本设计装置，

在壳体10的最外面是后盖6，是在不使用数据交互接口7和电源接口8的对其进行保护，防止进入尘土，碎石等杂物。

转轴9凸出于壳体10的一端与把手5连接，转轴9位于壳体10内部的部分与条码尺1的末端相连接，通过转轴9的旋转实现条码尺1的收放。

上述的辅助装置，使用方法如下：

①测量时，将条码尺1一端的拉环固定在tsp炮孔的第一个炮孔；

②使激光测距机构11一侧贴近第一个炮孔，手动按动按钮4，激光测距机构11对该炮孔的深度进行测量，技术人员即可从显示屏3读取测量数据；

③根据读取的数据技术人员对其进行分析是否符合要求，符合要求的话可手动长按按动控制钮4，随后数据存储模块14会对此时的数据进行存档；

④根据规范要求手握本设计装置向第二个炮孔移动，到达第二个炮孔时，读码器2对条码尺1进行数据读取，技术人员即可从显示屏3读取测量数据，再次进行第③步；

⑤重复第④步向第三个炮孔移动，再重复进行第②步与第③步，直至所有数据测完。

测量完毕时，旋转把手5对条码尺1进行回收。

需要处理数据时，打开后盖6，通过数据交互接口7与计算机处理系统相连接，进一步把本设计结构测量存储的数据输出到外在系统中去，以便于技术人员进行后续工作，更准确地分析地质情况，开展超前地质预报工作。

本实施例还要求保护上述的装置在TSP炮孔测量工作中的应用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于隧道TSP预报的辅助装置，其特征在于，包括：

壳体，该壳体具有凸起部；

凸起部内部具有条码尺，条码尺通过转轴实现在壳体内部的转动；

所述壳体的一侧具有供条码尺伸缩的开口，该开口的上方具有用于读取条码尺数据的读码器；

所述壳体上还设置有显示屏和控制钮；

所述壳体内具有电源模块及数据存储模块。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述壳体的另一侧具有后盖。

3.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述转轴的一端凸出于所述壳体，转轴与把手固定连接。

4.根据权利要求2所述的辅助装置，其特征在于，所述壳体上还具有数据交互接口。

5.根据权利要求2所述的辅助装置，其特征在于，所述壳体上还具有电源接口。

6.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述壳体的侧还设置有激光测距机构，数据存储模块能够将激光测距机构所测得的数据记录。

7.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述显示屏为触摸屏。

8.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述壳体为塑料或不锈钢材质。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的辅助装置的方法，其特征在于，步骤如下：

A、将条码尺的一端的固定在第一个炮孔外侧；

B、令激光测距机构一侧贴近炮孔并测量，获得炮孔深度数据；

C、壳体向第二个炮孔移动，读码器对条码尺进行数据读取并存档；

D、重复步骤B和步骤C，直至获得所有炮孔的深度及间隔数据。

10.如权利要求1-8任一项所述的辅助装置在TSP炮孔测量工作中的应用。