TSP-3D隧道三维地质超前预报系统

产品介绍

新一代地震波反射法TSP-3D隧道地质超前预报仪，适用于隧道三维地质预报、地表勘查、野外地震探测的多功能三维显示预报系统，集操作便捷、锤击震源、无线传输、智能处理功能于一体，采用无线传输的数三分量加速度传感器，全密封防水级别的传感器，配备高性能低压锂电池，保证了设备的安全性、稳定性，现场布置更方便、快捷。该系统广泛应用于隧道工程勘察、铁路、水利、及地下结构工程建设期工作面前方三维地质探测等；

TSP-3D隧道三维超前地质预报系统是**开发的第二代超前预报系统，处理结果可视性方面采用二维云图加三维成图的形式，结果更直观，通过颜色识别进行解译，易学易懂，同时有效减少因结果的多解性造成的误判；

除隧道超前地质预报功能外，TSP-3D隧道地质超前预报系统还有以下应用：

1）隧道地表探测；

2）野外地震探测功能；

原理及规范

TSP-3D三维隧道超前地质预报系统采用极小偏移距弹性波反射原理，用6-12个三分量加速度传感器，观测方式既可在掌子面布置传感器，又可在边墙布置，并采用锤击为主（也可用爆破）的震源激发。此方法符合铁总Q/CR 9217-2015《铁路隧道超前地质预报技术规程》

基本原理：

1）在隧道特定位置通过锤击所产生的地震波信号沿隧道方向以球面波的形式传播；在不同岩层中地震波以不同的速度传播；

2）反射波接收，通过激发多个震源点在不同位置产生地震波，这些震源点分布在隧道的特定位置，当地震波遇到隧道前方异常体（破碎带，断层，空洞等）时产生反射波，这时分布在隧道上面的三轴高灵敏度传感器会接收到异常体的来自不同方向的反射波（X,Y,Z），从而得到大量的三维数据组；

3）异常体信号位置计算，根据TSP-3D三维隧道超前地质预报系统的传感器分布坐标，将地震参数（动态和运动学参数）通过计算转换成岩体构造异常区域（破碎、断层、富水、空洞等）的位置，我们可以得到异常区域的三维空间位置。

产品优势

隧道超前三维成图，直观易懂；

可探测前方空洞、断层、破碎、含水等；

传感器采用阵列式布置；

锤击震源；

探测距离100米-200米；

具备多功能探测方案（可对隧道地表进行探测）；

现场采集时间短，工作效率高；

TSP-3D三维隧道超前地质预报系统采用6-12个MEMS微机电系统三分量加速度传感器，通过多次激发，一次采集可*多采集504道地震波数据，通过TSP-3D系统后处理软件的应力应变转换的独特算法，形成9种三维数据体，每个三维数据体包含82个二维切片，显示效果直观易懂，解译依据丰富。

岩体物性参数成果图:

① 破碎状况

② 阻抗系数

③ 纵波波速Vp

④ 横波波速Vs

⑤ 隧道地质灾害预警等级

⑥ 波速比Vp/Vs

⑦ 泊松比

⑧ 杨氏模量

⑨ 偏移成像图

三维隧道超前地质预报的优势

相比二维超前地质预报展示的是线或面的二维位置，不能清晰显示异常边界，预报范围有限，三维地质预报可以全面预报隧道拱顶等所有位置，地质预报的空间定位更加准确，是当前先进的预报技术。近年来，三维超前地质预报越来越受国家行业部门与地方交通主管部门的重视。2020年12月交通运输部发布了《公路隧道质量安全管控提升指南》，提出了三维隧道超前地质预报的要求，并指出三维成像技术具有可直观显示隧道前方地质分布状况、提升检测效果的优势！

技术规格

预报距离：掌子面前方100~200米

震源方式：锤击震源

采集显示：采集即时显示，实时检查信号质量

观测方式：矩阵式布置，对工作面开挖距离无要求(未开挖可作业)

成果展示：纵向、横向二维切片，立体3D图

通道数：24道*大可支持192通道

传输方式：主机和传感器内置无线模块，WIFI传输

A/D转换：24位

主机：无线主机

动态范围：不低于80dB

传感器数量：标准为8个，可扩容

传感器类型：高灵敏三分量加速度传感器

传感器功耗：小于0.46W

频率范围：0.05—5KHz

记录时间：0.5s—8s可选

防护等级：IP66

① 破碎状况图：

主要展示应变分布，可以判断溶洞、断层、破碎带等复杂地质构造。

② 阻抗系数图：

判断含水可能性；富水分布，根据此图判别富水区。

③ 隧道地质灾害预警等级：

是由破碎状况、阻抗系数计算所得的常量，提供施工危险等级参考。