隧道屬于地下建筑工程，其圍巖地質(zhì)情況復(fù)雜多變，可能會(huì)遇到斷層破碎帶、巖溶、松散地層、軟土地層等不良地質(zhì)體。如何準(zhǔn)確地了解掌子面前方不良地質(zhì)情況成為迫切需要解決的問題。通過地質(zhì)超前探測，可以查明掌子面前方的地質(zhì)構(gòu)造、圍巖性狀、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征，特別是溶洞、斷層、各類破碎帶以及巖體含水情況，以便及時(shí)、合理地提前安排施工進(jìn)度，修正施工方案，采取有效的對策和施工方法，避免塌方、涌（突）水（泥）、巖爆等災(zāi)害。
Tunnel Seismic Profiling
TSP205地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀
簡介
隧道屬于地下建筑工程，其圍巖地質(zhì)情況復(fù)雜多變，可能會(huì)遇到斷層破碎帶、巖溶、松散地層、軟土地層等不良地質(zhì)體。如何準(zhǔn)確地了解掌子面前方不良地質(zhì)情況成為迫切需要解決的問題。通過地質(zhì)超前探測，可以查明掌子面前方的地質(zhì)構(gòu)造、圍巖性狀、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征，特別是溶洞、斷層、各類破碎帶以及巖體含水情況，以便及時(shí)、合理地提前安排施工進(jìn)度，修正施工方案，采取有效的對策和施工方法，避免塌方、涌(突)水(泥)、巖爆等災(zāi)害，確保施工安全，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量，降低建設(shè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
針對隧道地質(zhì)超前工作的需要和隧道施工的特點(diǎn)，該系統(tǒng)綜合了國內(nèi)外超前預(yù)報(bào)技術(shù)采用在隧道洞壁布置一排的風(fēng)鉆孔，在孔中激發(fā)、接受,不占用掌子面。不影響施工，預(yù)報(bào)距離大。適合在地質(zhì)條件復(fù)雜地段隧道開挖中的坍塌、冒頂、涌水等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。因而可在公路、鐵路和水電工程的地下隧道施工中應(yīng)用。
TSP205地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀預(yù)報(bào)原理及原理圖
儀器采用的是地震波反射原理。地震波在隧道掌子面后方一定范圍內(nèi)的鉆孔中用小量藥物激發(fā)產(chǎn)生并在巖石中以球面波形式向四周傳播。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石物性界面（即波阻抗差異界面，例如斷層、巖石破碎帶和巖性變化等）時(shí)，一部分地震信反射回來，一部分信透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射地震信將被高靈敏度的三分量傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信并放大。三分量地震接收器在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下采集這些震源所發(fā)出地震波沿隧道前方及四周區(qū)域傳播而遭遇不良地質(zhì)體（如地層層面、節(jié)理面，特別是斷層破碎帶界面和溶洞、暗河等）會(huì)產(chǎn)生反射波,這些反射波的傳播速度、延遲時(shí)間，波形、強(qiáng)度和方向是與相應(yīng)的不良地質(zhì)體的性質(zhì)和分布狀況緊密相關(guān)的。通過反射時(shí)間與地震傳播速度的換算就可以將反射界面的位置、與隧道軸線的夾角以及與掌子面的距離確定下來，同時(shí)還可以將隧道中存在的巖性變化帶的位置方便地探測出來，故而能提供一種的隧道掌子面前方地質(zhì)信息。反射信的強(qiáng)弱與反射界面兩側(cè)的巖性有很大關(guān)系，反射界面兩側(cè)的巖性差異越大，反射回來的信越強(qiáng)，預(yù)報(bào)的范圍也就更大。
儀器特點(diǎn):
1、TSP205地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀具有24個(gè)采集通道,可同時(shí)布置8個(gè)速度型三分量傳感器或加速度型三分量傳感器接收,可采用共接收點(diǎn)水平地震反射法,也可采用多道接收的共反射點(diǎn)水平地震反射法,還可根據(jù)隧道施工的特殊性及施工方的特殊要求, 單點(diǎn)反射法、地震反射層析成象(True Reflection Tonography)等預(yù)報(bào)方法,方便、靈活；
2、儀器頻帶寬度寬，為 0.1Hz ～ 10KHz，可適應(yīng)在硬巖、軟巖、松散地層中進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)；預(yù)報(bào)距離：軟巖100 - 150 米， 硬巖200-300米；
3、由于在數(shù)據(jù)處理過程中增加了反射波幅頻特性分析方法,進(jìn)一步提高超前預(yù)報(bào)解釋精度；
4、由于采用遙爆等探測技術(shù),可以在施工不間斷的情況下(如TBM施工)實(shí)時(shí)監(jiān)測前方巖體完整性,
5 、配置三分量速度型傳感器及加速度型三分量傳感器接收,兩種傳感器用于不同巖性的隧道探測,其中加速度三分量傳感器的頻帶寬度高,主要用于硬巖和巖溶等細(xì)小構(gòu)造超前探測；而速度型三分量傳感器由于其頻帶相對低,可以獲得較長探測距離.通常速度型傳感器探測距離100~150米, 而加速度型傳感器探測距離可達(dá)200-300米.
6、儀器除采用傳統(tǒng)的線控同步外,還可采用無線電同步和GPS同步,為其他探測方法,
7、儀器主機(jī)采用小型設(shè)計(jì)、重量輕(整套配置可由一人攜帶)，內(nèi)置鋰電池充滿后主機(jī)可連續(xù)工作10小時(shí)以上,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理于一體,.靈敏度高、指向性強(qiáng)；
8、采用1.5-2米孔內(nèi)接收,可避免面波等干擾波干擾；
9、自動(dòng)完成信的采集、處理和成果展示；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)裝有正演模擬系統(tǒng)，以便在進(jìn)行野外布置觀測系統(tǒng)前根據(jù)前期勘測資料，利用有限差分法進(jìn)行波場數(shù)值模擬了解彈性波場的特征，進(jìn)而合理的布設(shè)觀測系統(tǒng)以獲得縱波和橫波信息，從而提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和預(yù)報(bào)距離；
10、儀器儀器采用全封閉防潮防靜電設(shè)施，適用隧道的惡劣環(huán)境。
主機(jī)參數(shù)：
一、主機(jī)技術(shù)指標(biāo)：
1.三分量輸入通道數(shù)：6道(加速度、速度型任選) 、24道(一發(fā)多收方式)
2.采樣率：25us ～ 10ms
3.頻率范：0.5Hz ～ 10K Hz高頻通道
4.A／D轉(zhuǎn)換：ΔΣ24bit
運(yùn)算精度：32 bit 折合噪聲 1μV,，RFI，(當(dāng)采樣率為2.0ms)
5.道間抑制：144 dB
6.顯示器：9吋(16.9),1024×600
7.處理器：In (R) Atom N270 CPU：1.6GHZ，內(nèi)存 ：1G ，硬盤 ：160G
8.道間抑制比：100 dB
9.同步方式：有線脈沖、GPS授時(shí)同步（選配）、GFSK無線電同步（選配）
10.內(nèi)置鋰電池容量：7.44／17.6AH
11.體積：320×180×90mm
12.使用溫度 ：-20～+60℃
HW-306 便攜式紅外探水儀
產(chǎn)品簡介：
根據(jù)地質(zhì)體每時(shí)每刻都在由向外部發(fā)射紅外能量，并形成紅外輻射場。地質(zhì)體由內(nèi)向外發(fā)射紅外輻射時(shí)，必然會(huì)把地質(zhì)體內(nèi)部的地質(zhì)信息，以紅外電磁場的形式傳遞出來。
當(dāng)隧道前方和外圍介質(zhì)相對比較均勻，且不存在隱蔽災(zāi)害源時(shí)，沿隧道走向分別對頂板、底板、左邊墻、右邊墻向外進(jìn)行探測，所獲得的紅外探測曲線，具有正常場特征。當(dāng)隧道斷面前方或隧道外圍任一空間部位存在隱蔽災(zāi)害源時(shí)，隱蔽災(zāi)害源產(chǎn)生的災(zāi)害場就一定會(huì)迭加到正常場上，使正常場中的某一段曲線發(fā)生畸變，畸變段稱作紅外異常。紅外探測就是根據(jù)紅外異常來確定隱蔽災(zāi)害源的存在。隱蔽災(zāi)害源是指含水?dāng)鄬?、含水溶洞、地下暗河?/span>
306型紅外探測儀，它可將探測場強(qiáng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在儀器內(nèi)，用通訊電纜與微機(jī)連接后，可將探測數(shù)據(jù)直接傳輸微機(jī)，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確成圖。
用途:
在復(fù)雜地質(zhì)條件下，特別是巖溶發(fā)育地區(qū)，相對掘進(jìn)隧道的隱伏水體或含水構(gòu)造，除了出現(xiàn)在掘進(jìn)前方之外，還可能出現(xiàn)在頂板上方、底板下方、兩邊墻外部。針對復(fù)雜水文地質(zhì)特點(diǎn)，紅外探測儀可實(shí)現(xiàn)*探測。其具體地質(zhì)預(yù)報(bào)內(nèi)容如下：
1、 通過超前探測可預(yù)報(bào)掘進(jìn)前方30米范圍內(nèi)有無含水?dāng)鄬雍腿芏础?/span>
2、 通過對頂板上方探測，可確定隧道上方30米范圍有無含水層或含水構(gòu)造。
3、 通過對底板下方探測，可了解下方有無含水構(gòu)造，以預(yù)防滯后突水。
4、 分別向兩邊墻外部探測，了解30米范圍內(nèi)有無含水體或者含水?dāng)鄬?，以預(yù)防含水?dāng)鄬釉谇胺脚c隧道相交造成大突水。
使用環(huán)境條件：
溫度：0℃——+40℃
濕度：應(yīng)不大于80％。在潮濕環(huán)境工作不應(yīng)超過8小時(shí)。
大氣壓力：（0.8－1.1）×105Pa。
無腐蝕性氣體和強(qiáng)電磁場干擾。
技術(shù)參數(shù)：
瞄準(zhǔn)方式 | 紅色激光 |
時(shí)間日期自動(dòng)記錄功能 | 有 |
電 源 | 鎳氫可充電電池 |
電源電壓 | 1.2V×5 |
電流參數(shù) | 正常工作電流為 | 28mA |
背景光電流為 | 18mA |
激光器電流為 | 20 mA |
輻射場場強(qiáng)分辨率 | H檔 | 0.05 mw/cm2 |
m檔 | 0.07 mw/cm2 |
液晶顯示 | LCD，帶背景光照明 |
儀器尺寸 | 180×88×34（mm） |
數(shù)據(jù)儲(chǔ)存 | 500 組 |
