專利名稱：鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種信號識別技木，尤其是一種鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置及使用方法。
背景技術(shù)：
隧道工程作為ー種地質(zhì)工程，隧道設(shè)計和施工前的工程地質(zhì)勘察，雖然在一定程度上對隧道的地質(zhì)狀況進(jìn)行了預(yù)測和預(yù)報，但由于巖體的復(fù)雜性，勘察資料與隧道開挖后的實(shí)際情況可能會有較大的出入。我國水利水電、交通領(lǐng)域中有大量隧道工程，隧道工程地質(zhì)災(zāi)害是制約隧道施工的關(guān)鍵因素，往往由于隧道前方地質(zhì)情況不明，經(jīng)常出現(xiàn)無法預(yù)料的地質(zhì)災(zāi)害，如突水、突泥、坍塌、巖爆和有害氣體等。災(zāi)害一旦發(fā)生，輕則沖毀機(jī)具，淹沒隧道，正常施工被迫中斷；重則造成重大人員傷亡，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至有些地下工程會因此被迫停建或改線。雷達(dá)設(shè)備可以進(jìn)行隧道施工不良地質(zhì)超前預(yù)報。在興建水電工程之前，首先要進(jìn)行工程地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)勘察通常采用的手段是鉆探，其優(yōu)點(diǎn)是簡單直接，缺點(diǎn)是對場地的空間要求較高，費(fèi)用較大，而且只是“一孔之見”，孔間的地質(zhì)情況僅靠推測，無法確定。正由于勘察資料無法完全準(zhǔn)確反映施工掌子面前方的地質(zhì)條件，施工帶有很大盲目性，由于開挖而誘發(fā)的各類地質(zhì)災(zāi)害具有不可選擇性、復(fù)雜性、特殊性及突發(fā)性，因而常常成為制約隧道修建的最主要因素。因此，隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報是隧道施工過程中必不可少的ー個十分重要的環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)外鉆爆法施工的隧道很多，對掌子面進(jìn)行爆破時，會產(chǎn)生很強(qiáng)烈的震動波，但還沒有方法將此震動波合理利用，用于超前地質(zhì)預(yù)報，以實(shí)現(xiàn)對前方圍巖的判識。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種操作簡單、探測精度高、抗干擾、測量方便的鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置及使用方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置，包括若干檢波器、信號分離器、信號線、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和上位機(jī)，所述若干檢波器均勻設(shè)置于隧道兩側(cè)壁的若干鉆孔中，檢波器與信號分離器相連，信號分離器通過信號線與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連，單片機(jī)與上位機(jī)相連。所述信號線為光纜。所述隧道每ー側(cè)壁上均埋設(shè)有六個檢波器。所述隧道每ー側(cè)壁上的每兩個檢波器之間的間距為4m，埋深為2m，靠近掌子面埋設(shè)。一種鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置的使用方法，步驟如下I)將檢波器布置在隧道側(cè)壁上的鉆孔內(nèi)，單側(cè)埋設(shè)6個檢波器，兩側(cè)共12個，間距4m，埋深2m，靠近掌子面；
2)當(dāng)接收到反射波信號時，檢波器將接收到的信號通過光纜線芯傳輸?shù)叫盘柗蛛x器進(jìn)行信號分離，并得到模擬信號；3)信號分離器將得到的模擬信號通過接頭及電纜傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換器；4) A/D轉(zhuǎn)換器將生成的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入單片機(jī)；5)單片機(jī)通過已經(jīng)輸入的功能程序，將數(shù)字信號以曲線的形式呈現(xiàn)在上位機(jī)上。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有操作簡單、探測精度高、抗干擾、測量方便等優(yōu)點(diǎn)。



圖I是本發(fā)明檢波器埋設(shè)示意圖；圖2是本發(fā)明系統(tǒng)原理圖；其中I.信號分離器,2. A/D轉(zhuǎn)換器,3.單片機(jī),4.上位機(jī),5.檢波器,6.信號線，
7.鉆孔，8.掌子面。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)ー步說明。如圖I所示，鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報的裝置，包括檢波器5、信號分離器I、信號線6、A/D轉(zhuǎn)換器2、單片機(jī)3和上位機(jī)4,檢波器5布置在側(cè)壁鉆孔7內(nèi)，單側(cè)埋設(shè)6個檢波器5，共12個，間距4m，埋深2m，盡量靠近掌子面8。檢波器5與信號分離器I相連，信號分離器I通過信號線6與A/D轉(zhuǎn)換器2相連，A/D轉(zhuǎn)換器2與單片機(jī)3相連，單片機(jī)3與上位機(jī)4相連。圖I中的X、Y分別表示隧道的橫向和縱向方向。S1-S12分別表不12個檢波器。當(dāng)接收到反射波信號時，通過檢波器5的分向器傳向檢波器5的檢波芯，然后通過信號線6傳輸?shù)叫盘柗蛛x器I，再由信號分離器I傳輸?shù)轿挥阢@爆后臺的處理機(jī)進(jìn)行信號處理，將得到的模擬數(shù)據(jù)通過接頭及電纜傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換器2，生成模擬信號，再將A/D轉(zhuǎn)換器2將生成的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入單片機(jī)3，單片機(jī)3通過已經(jīng)輸入的功能程序，將數(shù)字信號以曲線的形式呈現(xiàn)在上位機(jī)4上，最終傳向數(shù)據(jù)終端進(jìn)行圖像顯示。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置，其特征是，包括若干檢波器、信號分離器、信號線、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和上位機(jī)，所述若干檢波器均勻設(shè)置于隧道兩側(cè)壁的若干鉆孔中，檢波器與信號分離器相連，信號分離器通過信號線與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連，單片機(jī)與上位機(jī)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征是，所述信號線為光纜。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征是，所述隧道每ー側(cè)壁上均埋設(shè)有六個檢波器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是，所述隧道每ー側(cè)壁上的每兩個檢波器之間的間距為4m，埋深為2m，靠近掌子面埋設(shè)。
5.一種如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述裝置的使用方法，其特征是，步驟如下 1)將檢波器布置在隧道側(cè)壁上的鉆孔內(nèi)，單側(cè)埋設(shè)6個檢波器，兩側(cè)共12個，間距4m，埋深2m，靠近掌子面； 2)當(dāng)接收到反射波信號時，檢波器將接收到的信號通過光纜線芯傳輸?shù)叫盘柗蛛x器進(jìn)行信號分離，并得到模擬信號； 3)信號分離器將得到的模擬信號通過接頭及電纜傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換器； 4)A/D轉(zhuǎn)換器將生成的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入單片機(jī)； 5)單片機(jī)通過已經(jīng)輸入的功能程序，將數(shù)字信號以曲線的形式呈現(xiàn)在上位機(jī)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆爆法施工中利用爆破信號超前地質(zhì)預(yù)報裝置，包括若干檢波器、信號分離器、信號線、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和上位機(jī)，所述若干檢波器均勻設(shè)置于隧道兩側(cè)壁的若干鉆孔中，檢波器與信號分離器相連，信號分離器通過信號線與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連，單片機(jī)與上位機(jī)相連。本發(fā)明同時公開了該裝置的使用方法。本發(fā)明具有操作簡單、探測精度高、抗干擾、測量方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01V1/00GK102645668SQ201210139178
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者孫懷鳳, 寧凱, 徐咸輝, 李術(shù)才, 李海燕, 田昊, 蘇茂鑫, 薛翊國, 邱道宏 申請人:山東大學(xué)