專利名稱：盾構(gòu)法施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激震裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)識(shí)別技術(shù)，具體地說是一種盾構(gòu)法隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激振裝置及方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)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(huì)因此被迫停建或改線。盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，簡(jiǎn)稱盾構(gòu)機(jī)。是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧洞施工具有自動(dòng)化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時(shí)可控制地面沉降、減少對(duì)地面建筑物的影響和在水下開挖時(shí)不影響水面交通等特點(diǎn)，在隧洞線較長(zhǎng)、埋深較大的情況下，用盾構(gòu)機(jī)施工更為經(jīng)濟(jì)合理。目前，國(guó)內(nèi)使用盾構(gòu)機(jī)的工程越來越多，但是在使用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，對(duì)于掌子面前方的地質(zhì)情況無法及時(shí)預(yù)測(cè)，更沒有專門為盾構(gòu)方法研發(fā)的震源信號(hào)發(fā)射激振裝置，存在著重大的安全隱患。

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，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的盾構(gòu)法施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激震裝置及方法，配合盾構(gòu)檢波器便可以采集到前方巖體信息，從而預(yù)報(bào)前方圍巖情況。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種盾構(gòu)法施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激震裝置，包括一端開口的筒體，筒體開口端上設(shè)置震源激發(fā)端，震源激發(fā)端上通過第一彈性件連接設(shè)置于筒體中的激振桿裝置，激振桿裝置通過第二彈性件連接穿過筒體端蓋的拉桿。所述筒體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有卡槽，端蓋上設(shè)有供拉桿穿過的孔。所述震源激發(fā)端的與筒體開口相對(duì)端上設(shè)有震動(dòng)傳遞頭。所述第一彈性件為聚力彈簧，聚力彈簧一端連接在震源激發(fā)端上，另一端連接在激振桿裝置上。所述激振桿裝置呈Y字形，Y字形的分叉端為卡嵌頭，卡嵌頭的兩端與筒體內(nèi)側(cè)壁上的卡槽相對(duì)應(yīng)，卡嵌頭的兩支臂通過聚力彈簧與震源激發(fā)端相連；卡嵌頭通過過渡節(jié)與激振桿相連，激振桿與震源激發(fā)端上的震動(dòng)傳遞頭相對(duì)應(yīng)。所述第二彈性件為調(diào)節(jié)彈簧，調(diào)節(jié)彈簧一端連接在卡嵌頭的支臂上，另一端連接在拉桿上。 所述拉桿呈“士”字形，拉桿一端位于筒體內(nèi)，該端通過連接螺絲連接調(diào)節(jié)彈簧，另一端位于筒體端蓋外部。本發(fā)明中的卡嵌頭具有一定的彈性，可以保證在調(diào)節(jié)彈簧的拉力下使其脫離筒體內(nèi)側(cè)壁的卡槽，通過又保證在聚力彈簧的拉力下變形不大。盾構(gòu)法隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激振裝置的使用方法，將該裝置的震源激發(fā)端緊靠在巖體上，拉動(dòng)拉桿，帶動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧伸長(zhǎng)，同時(shí)卡嵌頭向筒體內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，并脫離卡槽，繼續(xù)拉動(dòng)拉桿,激振桿會(huì)隨著拉桿方向產(chǎn)生位移,聚力彈簧隨之拉伸并儲(chǔ)存變形能量，當(dāng)拉至筒體內(nèi)的拉桿上的卡節(jié)與端蓋相接處時(shí)松開拉桿，聚力彈簧變形能釋放，將激振桿拉向震動(dòng)傳遞頭，并與震動(dòng)傳遞頭相撞產(chǎn)生碰撞，此時(shí)震源激發(fā)端產(chǎn)生震動(dòng)波
并傳向前方巖體內(nèi)。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明中震源激發(fā)端位于信號(hào)發(fā)射激振裝置的頂部，震動(dòng)傳遞頭與震源激發(fā)端相連，用來傳遞震動(dòng)信號(hào)，激振桿通過過渡節(jié)與卡嵌頭連接，過渡節(jié)與拉桿之間設(shè)有調(diào)節(jié)彈簧和連接螺絲，用來調(diào)節(jié)卡嵌頭的伸縮狀態(tài)，震源激發(fā)端通過聚力彈簧與卡嵌頭相連，筒體上設(shè)有卡槽，用于固定激振桿。本發(fā)明配合盾構(gòu)檢波器便可以采集到前方巖體信息，從而預(yù)報(bào)前方圍巖情況。發(fā)明具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是震源信號(hào)發(fā)射激振裝置待激發(fā)狀態(tài)圖；其中I.震源激發(fā)端，2.震動(dòng)傳遞頭，3.激振桿，4.聚力彈簧，5.卡槽，6.卡嵌頭，
7.連接螺絲，8.調(diào)節(jié)彈簧，9.過渡節(jié)，10.拉桿，11.筒體，12.卡節(jié)，13.端蓋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖I所示，盾構(gòu)法施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激震裝置，包括震源激發(fā)端I、震動(dòng)傳遞頭2、激振桿3、聚力彈簧4、卡槽5、卡嵌頭6、連接螺絲7、調(diào)節(jié)彈簧8、過渡節(jié)
9、拉桿10、筒體11、端蓋12和卡節(jié)13，震源激發(fā)端I位于信號(hào)發(fā)射激振裝置的頂部，震動(dòng)傳遞頭2與震源激發(fā)端I相連，用來傳遞震動(dòng)信號(hào)，激振桿3通過過渡節(jié)9與卡嵌頭6連接，過渡節(jié)9與拉桿10之間設(shè)有調(diào)節(jié)彈簧8和連接螺絲7，用來調(diào)節(jié)卡嵌頭6的伸縮狀態(tài)，震源激發(fā)端I通過聚力彈簧4與卡嵌頭6相連，筒體11上設(shè)有卡槽5，用于固定激振桿3。震源信號(hào)發(fā)射激振裝置使用時(shí)，將該裝置的震源激發(fā)端I緊靠在巖體上，拉動(dòng)拉桿10，帶動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧8伸長(zhǎng)，同時(shí)卡嵌頭6向筒體11內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，并脫離卡槽5，繼續(xù)拉動(dòng)拉桿10，激振桿3會(huì)隨著拉桿10方向產(chǎn)生位移，聚力彈簧4隨之拉伸并儲(chǔ)存變形能量，當(dāng)拉至卡節(jié)12與端蓋12相接處時(shí)松開拉桿10，聚力彈簧4變形能釋放，將激振桿3拉向震動(dòng)傳遞頭2，并與震動(dòng)傳遞頭2相撞產(chǎn)生碰撞，此時(shí)震源激發(fā)端I產(chǎn)生震動(dòng)波并傳向前方巖體內(nèi)。圖2為震源信號(hào)發(fā)射激振裝置待激發(fā)狀態(tài)圖，此時(shí)卡節(jié)13與端蓋12相接處，拉缸10處于待釋放狀態(tài)，聚力彈簧4上儲(chǔ)存了大量變形能量，釋放拉桿10便可以使激振桿3與震動(dòng)傳遞頭2相碰,從而產(chǎn)生需要的震動(dòng)波。
上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)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(dòng)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
1.一種盾構(gòu)法施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激震裝置，其特征是，包括一端開口的筒體，筒體開口端上設(shè)置震源激發(fā)端，震源激發(fā)端上通過第一彈性件連接設(shè)置于筒體中的激振桿裝置，激振桿裝置通過第二彈性件連接穿過筒體端蓋的拉桿。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征是，所述筒體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有卡槽，端蓋上設(shè)有供拉桿穿過的孔。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是，所述震源激發(fā)端的與筒體開口相對(duì)端上設(shè)有震動(dòng)傳遞頭。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是，所述第一彈性件為聚力彈簧，聚力彈簧一端連接在震源激發(fā)端上，另一端連接在激振桿裝置上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是，所述激振桿裝置呈Y字形，Y字形的分叉端為卡嵌頭，卡嵌頭的兩端與筒體內(nèi)側(cè)壁上的卡槽相對(duì)應(yīng)，卡嵌頭的兩支臂通過聚力彈簧與震源激發(fā)端相連；卡嵌頭通過過渡節(jié)與激振桿相連，激振桿與震源激發(fā)端上的震動(dòng)傳遞頭相對(duì)應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是，所述第二彈性件為調(diào)節(jié)彈簧，調(diào)節(jié)彈簧一端連接在卡嵌頭的支臂上，另一端連接在拉桿上。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是，所述拉桿呈“士”字形，拉桿一端位于筒體內(nèi)，該端通過連接螺絲連接調(diào)節(jié)彈簧，另一端位于筒體端蓋外部。
8.—種權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述裝置的使用方法，其特征是，將該裝置的震源激發(fā)端緊靠在巖體上，拉動(dòng)拉桿，帶動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧伸長(zhǎng)，同時(shí)卡嵌頭向筒體內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，并脫離卡槽，繼續(xù)拉動(dòng)拉桿，激振桿會(huì)隨著拉桿方向產(chǎn)生位移，聚力彈簧隨之拉伸并儲(chǔ)存變形能量，當(dāng)拉至筒體內(nèi)的拉桿上的卡節(jié)與端蓋相接處時(shí)松開拉桿，聚力彈簧變形能釋放，將激振桿拉向震動(dòng)傳遞頭，并與震動(dòng)傳遞頭相撞產(chǎn)生碰撞，此時(shí)震源激發(fā)端產(chǎn)生震動(dòng)波并傳向前方巖體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)法施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)震源信號(hào)發(fā)射激震裝置，包括一端開口的筒體，筒體開口端上設(shè)置震源激發(fā)端，震源激發(fā)端上通過第一彈性件連接設(shè)置于筒體中的激振桿裝置，激振桿裝置通過第二彈性件連接穿過筒體端蓋的拉桿。同時(shí)本發(fā)明還公開了裝置的使用方法。使用時(shí)，拉動(dòng)拉桿，帶動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧伸長(zhǎng)，同時(shí)卡嵌頭向筒體內(nèi)側(cè)產(chǎn)生位移，并脫離卡槽，繼續(xù)拉動(dòng)拉桿，激振桿會(huì)隨著拉桿方向產(chǎn)生位移，聚力彈簧隨之拉伸并儲(chǔ)存變形能量，當(dāng)拉至卡節(jié)與端蓋相接處時(shí)松開拉桿，聚力彈簧變形能釋放，將激振桿拉向震動(dòng)傳遞頭，與震動(dòng)傳遞頭相撞產(chǎn)生碰撞，此時(shí)震源激發(fā)端產(chǎn)生震動(dòng)波并傳向前方巖體內(nèi)。本發(fā)明具有操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B06B1/14GK102641837SQ20121014981
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)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, 張慶松, 徐咸輝, 李術(shù)才, 李樹忱, 田昊, 蘇茂鑫, 薛翊國(guó), 邱道宏 申請(qǐng)人:山東大學(xué)