CN218376462U - 一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，包括：刀盘检波器，刀盘检波器设置于盾构机刀盘前沿，以向刀盘前方的围岩发射声波信号；检测孔，检测孔设置于盾构机前方的围岩中，并灌注有耦合剂；孔中检波器，孔中检波器置于检测孔内，并在检测孔内沿其轴向提升或者下沉，以接收刀盘检波器所发出的声波信号；信号接收器，孔中检波器连接信号接收器，以记录孔中检波器所接收的声波信号。通过盾构机刀盘前方围岩状况预测装置实时更新掌子面前方围岩状况，及时调整掘进速度和方案，便可以对地下隧洞的施工安全和施工进度有更全面的把控。

Description

一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置

技术领域

本实用新型属于盾构隧洞安全施工技术领域，具体涉及一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置。

背景技术

盾构法是隧道、地铁等工程中常用的施工方式，具有不影响地面交通、对环境扰动小、安全等优点，在施工过程中，因工程地质围岩状况是不断的变化的，实际地质围岩状况可能与勘测设计不符，导致盾构掘进难度增大，会影响施工进度和施工安全。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，包括：

刀盘检波器，所述刀盘检波器设置于盾构机刀盘前沿，以向刀盘前方的围岩发射声波信号；

检测孔，所述检测孔设置于盾构机前方的围岩中，并灌注有耦合剂；

孔中检波器，所述孔中检波器置于所述检测孔内，并在所述检测孔内沿其轴向提升或者下沉，以接收所述刀盘检波器所发出的声波信号；

信号接收器，所述孔中检波器连接所述信号接收器，以记录所述孔中检波器所接收的声波信号。

优选地，所述信号接收器包括：

触发单元，所述触发单元与所述刀盘检波器、所述孔中检波器和信号记录单元连接，在所述刀盘检波器发射声波信号时启动所述孔中检波器和信号记录单元；

信号记录单元，所述信号记录单元与所述孔中检波器连接，以记录所述孔中检波器所接收的声波信号。

优选地，所述触发单元与所述刀盘检波器、所述孔中检波器和信号记录单元通过电缆线连接；

所述信号记录单元与所述孔中检波器通过电缆线连接。

优选地，所述耦合剂为水。

优选地，所述检测孔的底面低于盾构机刀盘下沿所处平面。

优选地，所述孔中检波器上绑缚有牵引绳，所述牵引绳对应缠绕在提升装置上。

优选地，所述提升装置为设置于所述检测孔的孔口处的卷扬机。

有益效果：通过盾构机刀盘前方围岩状况预测装置实时更新掌子面前方围岩状况，及时调整掘进速度和方案，便可以对地下隧洞的施工安全和施工进度有更全面的把控。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、刀盘检波器；2、孔中检波器；3、触发单元；4、信号记录单元；5、蓄电池；6、检测孔；7、盾构机刀盘；8、电缆线。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，包括刀盘检波器1、检测孔6、孔中检波器2和信号接收器，其中，刀盘检波器1和孔中检波器2均为常规检波器，刀盘检波器1设置于盾构机刀盘7前沿，并优选设置于盾构机刀盘7前沿的最高点，具体来说位于盾构机刀盘7外壁对应纵向延伸的一个直径的上方，能够向刀盘前方的围岩发射声波信号，可以在刀盘掘进过程中向各个方向不断发射声波，用以探测前方围岩状况；检测孔6设置于盾构机前方的围岩中，并灌注有耦合剂，耦合剂可以作为声波传导介质，提高孔中检波器2对刀盘检波器1声波的检测精度，孔中检波器2置于检测孔6内，并在检测孔6内沿其轴向提升或者下沉，以接收刀盘检波器1所发出的声波信号；孔中检波器2通讯连接信号接收器，以记录孔中检波器2所接收的声波信号。

在本实施例中，优选预测装置还包括处理中心，处理中心可以为电脑，将孔中检波器2所接收的声波信号导入处理中心进行数据处理，通过分析处理数据，预测刀盘前方围岩状况并制定合适施工方案；其中，处理中心可以通过无线或者有线的方式连接在处理中心，从而实现数据传输。

在一可选实施例中，信号接收器包括触发单元3和信号记录单元4，其中，触发单元3为触发器，信号记录单元4为信号记录仪，触发单元3与刀盘检波器1、孔中检波器2和信号记录单元4电性连接，在刀盘检波器1发射声波信号时启动孔中检波器2和信号记录单元4；触发器具体可以通过电缆与刀盘检波器1和信号记录仪相连，当刀盘检波器1发射信号时，触发器启动，同时孔中检波器2接收信号，并将数据传输到信号记录仪内进行分析处理，信号记录单元4与孔中检波器2通讯连接，记录孔中检波器2所接收的声波信号。

在一可选实施例中，触发单元3与刀盘检波器1、孔中检波器2和信号记录单元4通过电缆线8连接，信号记录单元4与孔中检波器2通过电缆线8通讯连接，以通过电缆线8传递信号，在进行预测时，先将孔内检波器放入管底，再缓慢将孔中检波器2向上提升至管道口，以检测该过程中刀盘检波器1所发出的声波信号。在本实施例，耦合剂为水，取材方便，在进行钻孔口随即向检测孔6内注水即可，直至水充满检测孔6。

在一可选实施例中，检测孔6的底面低于盾构机刀盘7下沿所处平面，以此能够对盾构机盾构工作面进行完整检测，保证检测结果的准确性。

在一可选实施例中，盾构机刀盘7与检测孔6的间距为10米。

在一可选实施例中，孔中检波器2上绑缚有牵引绳，牵引绳对应缠绕在提升装置上，通过提升装置及牵引绳实现对孔中检波器2的驱动，使孔中检波器2在检测孔6内进行提升和下降，更进一步，在孔中检波器2上设置有配重物，能够使孔中检波器2在检测孔6内受重力进行下降。

在本实施中，牵引绳与电缆线8为一体，具体来说，牵引绳外部和电缆线8外部的绝缘层一体成型，以此使牵引绳和电缆线8合为一体，提升装置为设置于检测孔6的孔口处的卷扬机，一体的牵引绳和电缆线8对应缠绕在卷扬机上，能够根据实际需求进行提升和下降。

在一可选实施例中，信号记录单元4可以为射频信号记录仪，信号接收器上对应设置有显示屏，显示屏与信号记录单元4通过电缆线8连接，能够对接收信号进行波形显示，可根据数据图像和工程经验判断刀盘前方围岩扎状况。

在一可选实施例中，本申请还包括电源，电源可以为蓄电池5。在检测孔6内设置有管道，能够避免孔内水向围岩渗流，且避免孔壁碎石脱落堵塞孔洞，保证孔中检波器2提升和下降的顺畅性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，包括：

刀盘检波器，所述刀盘检波器设置于盾构机刀盘前沿，以向刀盘前方的围岩发射声波信号；

检测孔，所述检测孔设置于盾构机前方的围岩中，并灌注有耦合剂；

孔中检波器，所述孔中检波器置于所述检测孔内，并在所述检测孔内沿其轴向提升或者下沉，以接收所述刀盘检波器所发出的声波信号；

信号接收器，所述孔中检波器连接所述信号接收器，以记录所述孔中检波器所接收的声波信号。

2.根据权利要求1所述的盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，所述信号接收器包括：

触发单元，所述触发单元与所述刀盘检波器、所述孔中检波器和信号记录单元连接，在所述刀盘检波器发射声波信号时启动所述孔中检波器和信号记录单元；

信号记录单元，所述信号记录单元与所述孔中检波器连接，以记录所述孔中检波器所接收的声波信号。

3.根据权利要求2所述的盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，所述触发单元与所述刀盘检波器、所述孔中检波器和信号记录单元通过电缆线连接；

所述信号记录单元与所述孔中检波器通过电缆线连接。

4.根据权利要求1所述的盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，所述耦合剂为水。

5.根据权利要求1所述的盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，所述检测孔的底面低于盾构机刀盘下沿所处平面。

6.根据权利要求1所述的盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，所述孔中检波器上绑缚有牵引绳，所述牵引绳对应缠绕在提升装置上。

7.根据权利要求6所述的盾构机刀盘前方围岩状况预测装置，其特征在于，所述提升装置为设置于所述检测孔的孔口处的卷扬机。

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