本發(fā)明涉及城市盾構(gòu)隧道電阻率法探測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、為了解決城市交通擁堵的問題，地鐵成為了人口密集城市必不可少的交通措施。盾構(gòu)是城市地鐵建設(shè)的主流施工方法，但是城市地鐵盾構(gòu)隧道施工也面臨著諸多問題，例如城市地下地質(zhì)條件復(fù)雜，賦存溶洞、軟弱夾層、富水帶等不良地質(zhì)，極易誘發(fā)突涌水、地層失穩(wěn)、地表塌陷等災(zāi)害，嚴(yán)重的會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，給盾構(gòu)隧道施工安全帶來了嚴(yán)重威脅。

3、據(jù)了解，直流電阻率法可以有效識(shí)別地下水、斷層、溶洞、泥巖、硬巖和其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并對(duì)為開挖的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行處理，避免造成突涌水、地層失穩(wěn)等災(zāi)害，保障施工人員的安全。但是在盾構(gòu)隧道進(jìn)行探測(cè)時(shí)存在以下問題：

4、（1）常用探測(cè)方法需要在隧道掌子面上布置測(cè)量電極并在隧道邊墻上布置供電電極，需要掌子面前方留有部分空間，影響盾構(gòu)掘進(jìn)工期；（2）探測(cè)儀器需要人為運(yùn)輸，每次探測(cè)都需要重新布置測(cè)量電極和供電電極，降低了探測(cè)效率提高了人力消耗；（3）傳統(tǒng)盾構(gòu)隧道探測(cè)需要工人進(jìn)入盾構(gòu)刀盤布設(shè)電極，工人安全得不到保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置及方法，用盾構(gòu)刀盤及盾構(gòu)護(hù)盾充當(dāng)供電電極，節(jié)省了洞內(nèi)供電電極布置的時(shí)間，提高了探測(cè)效率和盾構(gòu)掘進(jìn)效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置。

4、一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，包括：發(fā)射機(jī)單元、接收機(jī)單元、發(fā)射電極單元和接收電極單元；

5、用于搭載在盾構(gòu)機(jī)主控室內(nèi)的發(fā)射機(jī)單元通過線纜與發(fā)射電極單元連接，所述發(fā)射電極單元為盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)護(hù)盾；

6、用于布置在盾構(gòu)機(jī)上的接收機(jī)單元通過線纜與接收電極單元連接，接收電極單元包括多個(gè)布置在盾構(gòu)管片縫隙中的接收電極。

7、作為本發(fā)明第一方面進(jìn)一步的限定，所述發(fā)射機(jī)單元，包括：電源濾波模塊、電源開關(guān)、信號(hào)解譯模塊、恒壓控制模塊、恒流控制模塊、電流數(shù)據(jù)接收模塊、電壓數(shù)據(jù)接收模塊和發(fā)射開關(guān)，交流電源與所述電源濾波模塊連接，所述電源濾波模塊與所述電源開關(guān)連接，所述電源開關(guān)與所述信號(hào)解譯模塊連接；

8、所述信號(hào)解譯模塊分別與所述恒壓控制模塊和所述恒流控制模塊連接，所述恒壓控制模塊和所述恒流控制模塊分別與所述發(fā)射開關(guān)連接，所述發(fā)射開關(guān)與所述發(fā)射電極單元連接；

9、所述電流數(shù)據(jù)接收模塊、所述電壓數(shù)據(jù)接收模塊以及所述信號(hào)解譯模塊分別與盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)連接。

10、作為本發(fā)明第一方面更進(jìn)一步的限定，所述信號(hào)解譯模塊，用于接收盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)中設(shè)置好的發(fā)射信號(hào)，并控制恒壓控制模塊或者恒流控制模塊的發(fā)射工作。

11、作為本發(fā)明第一方面更進(jìn)一步的限定，所述發(fā)射機(jī)單元的恒壓控制模塊和恒流控制模塊，用于執(zhí)行設(shè)置好的發(fā)射任務(wù)，控制發(fā)射電流和發(fā)射電壓的大小。

12、作為本發(fā)明第一方面更進(jìn)一步的限定，所述發(fā)射機(jī)單元還包括指示燈，所述指示燈用于表示發(fā)射機(jī)單元的狀態(tài)，熄滅狀態(tài)表示發(fā)射機(jī)單元關(guān)機(jī)并未接入電源，第一顏色狀態(tài)表示接入電源但并未發(fā)射，第二顏色狀態(tài)表示發(fā)射機(jī)單元正在發(fā)射。

13、作為本發(fā)明第一方面更進(jìn)一步的限定，所述電流數(shù)據(jù)接收模塊和電壓數(shù)據(jù)接收模塊，用于在發(fā)射機(jī)單元發(fā)射電流后收集發(fā)射的電流和電壓大小，并傳輸給盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)，盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)顯示發(fā)射機(jī)單元的實(shí)際發(fā)射信號(hào)。

14、作為本發(fā)明第一方面進(jìn)一步的限定，所述接收機(jī)單元，包括：電源開關(guān)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、wi-fi模塊、gps、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電極信息傳輸模塊和接收電極接入模塊；

15、所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述wi-fi模塊連接，所述wi-fi模塊與盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)連接，所述接收電極接入模塊與各個(gè)接收電極連接，所述接收電極接入模塊與所述電極信息傳輸模塊連接，所述電極信息傳輸模塊與所述盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)連接。

16、作為本發(fā)明第一方面更進(jìn)一步的限定，所述接收電極單元包括多個(gè)獨(dú)立電極，各個(gè)獨(dú)立電極在盾構(gòu)管片縫隙中呈多圈布置。

17、第二方面，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)機(jī)，所述盾構(gòu)機(jī)上搭載有本發(fā)明第一方面所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置。

18、第三方面，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置的作業(yè)方法，利用本發(fā)明第一方面所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，包括以下過程：

19、在盾構(gòu)機(jī)中將發(fā)射機(jī)單元與盾構(gòu)機(jī)護(hù)盾連接，盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)機(jī)護(hù)盾充當(dāng)供電電極，在盾構(gòu)機(jī)后部將測(cè)量電極布置在盾構(gòu)管片的縫隙中，布設(shè)三圈，并與接收機(jī)單元連接；

20、將發(fā)射機(jī)單元與外接電源連接，打開發(fā)射機(jī)單元的開關(guān)，待指示燈亮起紅色，接收機(jī)單元打開電源開關(guān)，接收機(jī)單元和盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)用wi-fi模塊連接，啟動(dòng)盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)中的探測(cè)軟件，為探測(cè)作業(yè)做準(zhǔn)備；

21、將發(fā)射機(jī)單元、接收機(jī)單元及盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)連接好后，通過主控室的盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)選擇發(fā)射機(jī)單元的發(fā)射模式、占空比、供電周期、供電和采集通道路數(shù)；

22、確定好盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)護(hù)盾處無施工人員之后開始進(jìn)行探測(cè)，主控室的盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)控制恒流大功率發(fā)射模塊發(fā)射電流，并查看發(fā)射機(jī)單元的指示燈，此時(shí)為綠色；

23、探測(cè)時(shí)的全部數(shù)據(jù)會(huì)全部?jī)?chǔ)存在盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)中，通過盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)中特定的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到探測(cè)區(qū)域的具體情況。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

25、1、本發(fā)明的發(fā)射機(jī)單元搭載在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部，用盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾充當(dāng)供電電極，節(jié)省了洞內(nèi)供電電極布置的時(shí)間，提高了探測(cè)效率和盾構(gòu)掘進(jìn)效率。

26、2、本發(fā)明的發(fā)射機(jī)單元隨盾構(gòu)機(jī)移動(dòng)不必人力運(yùn)輸，探測(cè)時(shí)電纜不必暴露在盾構(gòu)機(jī)外側(cè)，保護(hù)了發(fā)射機(jī)單元不受漏水和粉塵的損害。

27、3、本發(fā)明在施工完成的區(qū)域布置接收機(jī)單元，接收機(jī)單元與主控室內(nèi)的盾構(gòu)主控室計(jì)算機(jī)用wi-fi模塊連接，可以實(shí)時(shí)傳輸位置信息和探測(cè)信息，并用專屬軟件控制發(fā)射機(jī)單元發(fā)射與接收機(jī)單元接收，有利于實(shí)現(xiàn)探測(cè)的高效化。

28、4、本發(fā)明在探測(cè)時(shí)工人不必進(jìn)入刀盤倉(cāng)安裝電極，保證了工人安全。

29、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

2.如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

3.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

4.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

5.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

6.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，其特征在于，

9.一種盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述盾構(gòu)機(jī)上搭載有權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置。

10.一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置的作業(yè)方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置，包括以下過程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于城市盾構(gòu)隧道電阻率法探測(cè)領(lǐng)域。提供了一種盾構(gòu)刀盤及護(hù)盾為供電電極的電法探測(cè)裝置及方法，用于搭載在盾構(gòu)機(jī)主控室內(nèi)的發(fā)射機(jī)單元通過線纜與發(fā)射電極單元連接，所述發(fā)射電極單元為盾構(gòu)刀盤與盾構(gòu)護(hù)盾；用于布置在盾構(gòu)機(jī)上的接收機(jī)單元通過線纜與接收電極單元連接，接收電極單元包括多個(gè)布置在盾構(gòu)管片縫隙中的接收電極；本發(fā)明用盾構(gòu)刀盤及盾構(gòu)護(hù)盾充當(dāng)供電電極，節(jié)省了洞內(nèi)供電電極布置的時(shí)間，提高了探測(cè)效率和盾構(gòu)掘進(jìn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：肖越,張碩,聶利超,王喚龍,李志強(qiáng),馬鵬飛,韓磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19