【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道地质超前预报领域，更具体的是一种更精准的隧道地质超前预报方法及检波器耦合装置。
技术介绍
1、近年来，我国在深部矿山、隧道挖掘、轨道交通等地下工程领域快速发展，围岩大变形、塌方等不良地质问题时有发生，给工程施工带来严重的安全隐患。目前的震电磁方法虽然可以有效的探测隧道未知不良地质体，但是基于单一方法的数据各自分析效率低下并且准确率不高，无法有效的在施工前进行准确的预测，从而有效的提高施工安全。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种更精准的隧道地质超前预报方法及检波器耦合装置，通过两种检测方法的结合，能够有效的提高隧道超强预报准确性，通过检波器耦合装置，使检波器与钻孔完全耦合，进一步提高检测准确性。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：地质预报流程包括以下步骤：
3、步骤一：探测不同地区不同隧道的地质环境，并初步对隧道地质进行勘探，掌握掌子面岩体完整程度；
4、步骤二：根据掌子面围岩完整程度布置钻孔，各所述钻孔的周边分别对应设置一个激发点；
5、步骤三：根据钻孔数量布置检波器串，各检波器至少包括三个检波器单元，各检波器串安装到钻孔后，通过各检波器单元的耦合结构，使各检波器单元均与钻孔孔壁耦合；
6、步骤四：将各检波器串接近钻孔孔口的一端与tgs主机连接；
7、步骤五：安装sgd-shc锤源同步系统的激
8、步骤六：通过sgd-shc锤源同步系统锤头侧面搭载的激发触发器对各激发点依次进行激发，在掌子面围岩上产生弹性波信号，检波器串能够采集弹性波信号；
9、步骤七：沿钻孔的孔径从内到外等距的多次移动检波器串，使检波器串依次采集在各位置接收到的sgd-shc锤源同步系统锤头在掌子面围岩上使产生的弹性波的时间(t0)数据；
10、进一步的，步骤八：根据收集的数据，绘制时间-深度曲线；
11、步骤九：根据激发点位置坐标和检波器串位置坐标，计算每道数据的弹性波旅行距离δl，根据v1＝2×δl/t0获得该距离下的岩体综合波速v1，获得所有采集数据的波速后，进行反演获得波速-深度曲线；
12、步骤十：通过tgs主机中的处理软件处理波速-深度曲线数据，得到纵波速度曲线，并使用该曲线不断修正初始的波速模型。最终根据波速的经验修正公式，计算出掌子面前方围岩的综合速度，并形成参数图谱；
13、步骤十一：根据掌子面前方围岩综合速度，通过tgs主机中的处理软件形成相应图谱，解译图谱，可以识别掌子面前方一定范围内的地质构造，以及检测不良地质特征。
14、进一步的，不良地质区域判断流程包括以下步骤：
15、步骤a：探测不同地区不同隧道的地质环境，并初步对隧道地质进行勘探，得到掌子面岩体完整程度；
16、步骤b：根据掌子面岩体完整程度选择探测方法，若掌子面完整度较高，则选用连续探测法，若掌子面完整度较小，则选用点探测法；
17、步骤c：根据选用的探测方法，在掌子面上布置测线，沿测线每隔a距离设置一个触发点；
18、步骤d：布置接收机和雷达仪，接收机与雷达仪无线连接；
19、步骤e：将地质雷达的天线沿从测线的一端向测线的另一端移动，且每经过一个触发点，将雷达仪天线贴合在布置的测线上，控制雷达仪产生高频窄脉冲电磁波，高频窄脉冲电磁波通过雷达仪天线发射到掌子面的未知区域，接收机能够检测高频窄脉冲电磁波在岩石层内衍生的反射信号或直接透射信号，将其放大并数字化，存贮在数字磁带记录器上，以备数据处理和显示；
20、步骤f：对接收机存贮在数字磁带记录器上的反射信号或直接透射信号进行数据清理与筛选和数据插值与重采样等处理，从而使采集的数据通过相应的软件以图形的方式呈现；
21、步骤g：根据图谱能够有效的判断掌子面前方不良地质区域为隐蔽性裂缝带地质或是涉水地质。
22、进一步的，涉水地质区域具体位置及涉水范围预报流程包括；
23、步骤s1：探测不同地区不同隧道的地质环境，并初步对隧道地质进行勘探，掌握掌子面围岩各种地质情形；
24、步骤s2：在掌子面后方沿掌子面宽度方向以一定的间距布置供电电极b1、b2、b3，供电电极b1、b2、b3向地面供电，在供电电极b3远离供电电极b3的一侧沿掌子面宽度方向设置有固定电极a；
25、步骤s3：在固定电极a与供电电极b3之间设置两个可移动的测量电极m、n，固定电极a、测量电极m、n、供电电极b1、b2、b3均位于同一直线上,测量电极m、n的初始位置位于供电电极b3靠近固定电极a的一侧，固定电极a与接收装置通过有线或无线的方式连接；
26、步骤s4：使移动电极m、n沿固定电极a与供电电极b3的连线从供电电极b3处向固定电极a移动，且每移动b距离将两个测量电极m、n打入地面，此时接收装置能测量m、n两电极之间的电位差δv，并按公ρs＝kδv/i计算出m、n极间中点处的电阻率值ρs，并将计算得到的各电阻率值ρs存贮在数字磁带记录器上，以备数据处理和显示；
27、步骤s5：根据测量出的电阻率值ρs绘制成电阻率曲线图；
28、步骤s6：根据电阻率曲线图经过相应的软件绘制成地质结构图，从而判断岩层内涉水结构的位置和范围。
29、进一步的，当地质预报中对掌子面前方一定范围内的地构造的预报出现不良地质特征时，需要进行不良地质区域判断，进行不良地质类别判断，若通过联合地质预报结果和不良地质区域判断结果的解读说明掌子面前方地质构造的不良地质为隐蔽性裂缝时，需要提升该区域内隧道结构的抗震性和承重能力，若通过联合地质预报结果和不良地质区域判断结果的解读说明掌子面前方地质构造的不良地质为涉水区域时，需要进行涉水地质区域具体位置及涉水范围预报，得到涉水区域的分布位置以及涉水范围，以便在施工时能够准确的对涉水区域进行注浆堵漏，防止涉水区域影响施工进程。
30、进一步的，一种更精准的隧道地质超前预报方法的检波器耦合装置，包括检波器,检波器的外侧同轴心套设有环状耦合壁，耦合壁的外围同轴心设置有可膨胀的环状形变层。
31、进一步的，耦合壁周面的中心处开设有环状注入槽，耦合壁的一端上开设有若干注入孔，各注入孔均与注入槽连通设置，耦合壁与形变层之间为环状空隙，环状空隙与注入槽连通设置。
32、进一步的，环状的耦合壁周面的两端均开设有环状的密封安装槽，形变层的两端沿轮廓密封固定在两个安装槽中。
33、有益效果：本专利技术的一种更精准的隧道地质超前预报方法及检波器耦合装置，通过两种检测方法的结合，能够有效的提高隧道超强预报准确性，通过检波器耦合装置，使检波器与钻孔完全耦合，进一步提高检测准确性。
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1.一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：地质预报流程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：不良地质区域判断流程包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：涉水地质区域具体位置及涉水范围预报流程包括；
5.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：当地质预报中对掌子面前方一定范围内的地构造的预报出现不良地质特征时，需要进行不良地质区域判断，进行不良地质类别判断，若通过联合地质预报结果和不良地质区域判断结果的解读说明掌子面前方地质构造的不良地质为隐蔽性裂缝时，需要提升该区域内隧道结构的抗震性和承重能力，若通过联合地质预报结果和不良地质区域判断结果的解读说明掌子面前方地质构造的不良地质为涉水区域时，需要进行涉水地质区域具体位置及涉水范围预报，得到涉水区域的分布位置以及涉水范围。
6.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法
7.根据权利要求6所述的一种提高隧道地质超前预报准确性的方法的检波器耦合装置，其特征在于：所述耦合壁(2)周面的中心处开设有环状注入槽(7)，所述耦合壁(2)的一端上开设有若干注入孔(6)，各所述注入孔(6)均与注入槽(7)连通设置，耦合壁(2)与形变层(4)之间为环状空隙(5)，环状空隙(5)与注入槽(7)连通设置。
8.根据权利要求6所述的一种提高隧道地质超前预报准确性的方法的检波器耦合装置，其特征在于：环状的所述耦合壁(2)周面的两端均开设有环状的密封安装槽(3)，形变层(4)的两端沿轮廓密封固定在两个安装槽(3)中。
...【技术特征摘要】
1.一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：地质预报流程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：不良地质区域判断流程包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：涉水地质区域具体位置及涉水范围预报流程包括；
5.根据权利要求1所述的一种更精准的隧道地质超前预报方法，其特征在于：当地质预报中对掌子面前方一定范围内的地构造的预报出现不良地质特征时，需要进行不良地质区域判断，进行不良地质类别判断，若通过联合地质预报结果和不良地质区域判断结果的解读说明掌子面前方地质构造的不良地质为隐蔽性裂缝时，需要提升该区域内隧道结构的抗震性和承重能力，若通过联合地质预报结果和不良地质区域判断结果的解读说明掌子面前方地质构造的不良地质为涉水区域时，需要进行涉...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹鹤民，杨小春，王迎超，张政，张焱豪，郭理想，
申请(专利权)人：中铁十六局集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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