GT-12T無(wú)線型隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀可檢測(cè)出掌子面前方巖性的變化，如:不規(guī)則體、不連續(xù)面、斷層和破碎帶。GT-12T無(wú)線型隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀兼容常用的兩種測(cè)試方法（隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法和真地震反射成像技術(shù)法），它不僅可以在以鉆爆開(kāi)挖方式的隧道中使用，也可以使用在以TBM開(kāi)挖的隧道中，而且無(wú)需在掌子面上直接作業(yè)。
GT-12T無(wú)線型隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀可檢測(cè)出掌子面前方巖性的變化，如:不規(guī)則體、不連續(xù)面、斷層和破碎帶。GT-12T無(wú)線型隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀兼容常用的兩種測(cè)試方法（隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法和真地震反射成像技術(shù)法），它不僅可以在以鉆爆開(kāi)挖方式的隧道中使用，也可以使用在以TBM開(kāi)挖的隧道中，而且無(wú)需在掌子面上直接作業(yè)。
GT-12T無(wú)線型隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀優(yōu)勢(shì)：
·滿足公路工程實(shí)驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（）資質(zhì)申請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)
·滿足Q∕CR 9217-2015 鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程
·用于公路鐵路隧道、水電隧洞、井下、地鐵等地下工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)超前探測(cè)
·適用于鉆爆隧道、TBM隧道的超前預(yù)報(bào)
·儀器支持兩種測(cè)試方法：真地震反射成像技術(shù)法、隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法。
二、設(shè)備優(yōu)勢(shì)特色：
★設(shè)備采用每個(gè)節(jié)點(diǎn)全無(wú)線，信穩(wěn)定可靠，省去了隧道里大量布線的巨大工作量。
★佩戴式無(wú)線反饋器，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，能夠在高噪聲、低照明度的情況下實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的設(shè)置與操作。
★高精度A/D：32bit，采集數(shù)據(jù)更加可靠、精準(zhǔn)、靈敏。
★無(wú)線擊發(fā)錘，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備同步采集記錄。
★兼容客戶以前的進(jìn)口傳感器，如（752A13等）。
★傳感器設(shè)計(jì)防水，即便傳感器現(xiàn)場(chǎng)瞬間掉入泥水中也可保證完好
★根據(jù)隧道不同圍巖狀況可預(yù)報(bào)距離100米~200米
★每個(gè)測(cè)試節(jié)點(diǎn)獨(dú)立運(yùn)行，無(wú)需外部供電及外接計(jì)算機(jī)
★使用真地震反射成像技術(shù)法測(cè)量時(shí)無(wú)需鉆孔和爆破，現(xiàn)場(chǎng)高效簡(jiǎn)潔，占用施工時(shí)間少
★傳感器及儀器均有反光標(biāo)貼，便于尋找
★整套設(shè)備尺寸小、重量輕，可一箱裝完，便于測(cè)試人員攜帶
三、工作原理
1、真地震反射成像技術(shù)（True Reflection Tomography）：
是利用巖體中不均勻面的反射地震波進(jìn)行超前探測(cè)，該法在觀測(cè)方式和資料處理方法上與隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法及負(fù)視速度法均有很大不同，它采用空間多點(diǎn)激發(fā)和接收的觀測(cè)方式，其檢波點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)呈空間分布，以便充分獲得空間場(chǎng)波信息，從而使前方不良地質(zhì)現(xiàn)象的定位精度大大提高；它的數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)是速度掃描和偏移成像，不需要走時(shí)，因此，對(duì)巖體中反射界面位置的確定、巖體波速和工程類別的劃分都有較高的精度，而且還具有較大的探測(cè)距離，應(yīng)該說(shuō)較隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法有較大的改進(jìn)。由實(shí)際應(yīng)用知，真地震反射成像技術(shù)法在結(jié)晶巖體中的探測(cè)距離可達(dá)100～150m，在軟弱的土層和破碎的巖體中尚可預(yù)報(bào)60～100m；
1-1、真地震反射成像技術(shù)法采用空間多點(diǎn)激發(fā)和接收的觀測(cè)方式，其檢波點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)呈均勻的三維空間分布，以便充分獲得空間場(chǎng)波信息，從而使前方不良地質(zhì)現(xiàn)象的定位精度大大提高；
1-2 、真地震反射成像技術(shù)法的數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)之一是速度掃描和偏移成像，不需要走時(shí)，因此，對(duì)巖體中反射界面位置的確定、巖體波速和工程類別的劃分都有較高的精度，并具有較大的探測(cè)距離。
1-3 、以每個(gè)震源和地震信傳感器組的位置為焦點(diǎn)，與所有可能產(chǎn)生回波的反射體可以確定一個(gè)橢球。足夠多數(shù)量的震源和地震信傳感器組對(duì)會(huì)形成一個(gè)三維數(shù)組，每個(gè)界面/反射的地層位置可以由這些眾多橢球的交匯區(qū)域所確定。
1-4 、各個(gè)波形振幅隨時(shí)間的變化由被探測(cè)巖層大小建立的波速模型來(lái)計(jì)算，真地震反射成像技術(shù)是掃描和全息技術(shù)的結(jié)合，震源的間隔和頻率決定圖像的分辨率。
2、隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法（Tunnel Seismic Prediction）：
利用地震波反射回波方法測(cè)量的原理。地震波震源采用小藥量c4激發(fā)產(chǎn)生，c4激發(fā)在隧道邊墻的風(fēng)鉆孔中，通常24個(gè)炮孔布置成一條直線。地震波的接收器也安置在孔中，一般左右洞壁各布置一個(gè)。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綇椥圆ㄗ杩共町惤缑鏁r(shí)，例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發(fā)育帶等，一部分地震信反射回來(lái)，一部分信透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播。
反射的地震信被高靈敏度的地震檢波器接收，反射信的傳播時(shí)間與傳播距離成正比，與傳播速度成反比，因此通過(guò)測(cè)量直達(dá)波速度、反射回波的時(shí)間、波形和強(qiáng)度，可以達(dá)到預(yù)報(bào)隧道掌子面前方地質(zhì)條件的目的。在一定間隔距離內(nèi)連續(xù)采用上述方法，結(jié)合施工地質(zhì)調(diào)查，可以得到隧道圍巖的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)，如動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量和動(dòng)泊松比參數(shù)等。工作中結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)資料和施工地質(zhì)工作，總結(jié)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)可以提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。
四、真地震反射成像技術(shù)法 和 隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法對(duì)比
| 真地震反射成像技術(shù)法 | 隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法 | 雷達(dá) | 說(shuō)明 |
激振要求 | 錘擊 | 爆破 | 無(wú) | 爆破安全性小于錘擊，激發(fā)能量爆破大于錘擊 |
預(yù)報(bào)范圍 | 100～200米 | 100～200米 | 10米左右 | 按照施工進(jìn)尺，雷達(dá)由于探測(cè)距離短，需要施工單位停工配合次數(shù)較多 |
現(xiàn)場(chǎng)部署時(shí)間 | ＜20分鐘 | 少大于120分鐘 | 15分鐘左右 | 因?yàn)椴捎帽萍?lì)，需要現(xiàn)場(chǎng)裝藥，組織起爆網(wǎng)絡(luò)等工作 |
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)間 | 約10分鐘 | ＞60分鐘 | ＞60分鐘 | |
人員需求 | 1人 | 鉆孔1人，放炮1人，操作1人 | 1人負(fù)責(zé)操作，1人掃描 | |
人員安全 | 安全 | 有爆炸飛石、沖擊波的危險(xiǎn) | 直接在掌子面操作，較為危險(xiǎn) | |
輔助設(shè)備要求 | 需測(cè)量隊(duì)測(cè)量坐標(biāo)記錄 | 鉆機(jī)（鉆炮孔、鉆測(cè)試孔）；清孔吹灰；穿PVC管，防止塌孔、需測(cè)量隊(duì)測(cè)量坐標(biāo)記錄 | 超過(guò)1人高的距離需要機(jī)具舉升才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)掌子面的探視 | |
耗材成本 | 小于50元 | 單次大于1000元 | 無(wú) | |
是否需要提前部署 | 不需要 | 需要提前告之鉆孔 | 需要 | 鉆孔需要提前協(xié)調(diào)施工方 |
準(zhǔn)確性 | 高 | 高 | 低 | 鉆孔的深度、藥量的大小，孔的*性等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致TSP法的準(zhǔn)確性差異 |
五、系統(tǒng)構(gòu)成
全套配置 |
主件部分 | 附件部分 |
（1）10路無(wú)線數(shù)據(jù)記錄終端 | （1）高亮手電筒 |
（2）10支數(shù)據(jù)采集傳感器單元 | （2）隧道頭燈 |
（3）1路無(wú)線觸發(fā)終端 | （3）油性橡皮泥 |
（4）1個(gè)擊發(fā)錘、（內(nèi)置觸發(fā)傳感器） | （4）激光測(cè)距儀 |
（5）1臺(tái)無(wú)線佩戴式數(shù)據(jù)反饋器 | （5）無(wú)線觸發(fā)終端佩戴包 |
（6）1臺(tái)無(wú)線信收發(fā)器 | （6）隧道防塵口罩 |
（7）1臺(tái)平板電腦 | （7）反光貼 |
（8）1套采集軟件 | （8）護(hù)目鏡 |
（9）1套2D地質(zhì)超前預(yù)報(bào)分析軟件（選配） | （9）自封防水袋 |
六、成像效果圖：
層析反射成像圖
側(cè)視圖
溶蝕的破碎帶
風(fēng)化破碎帶
八、部分案例
時(shí)間 | 項(xiàng)目名稱 | 預(yù)測(cè)隧道地質(zhì)情況 |
2015年 | 江陵某隧道 | 距掌子面前方40m范圍內(nèi)，局部里程段巖體極破碎，富裂隙水，其余段圍巖和已開(kāi)挖段相比沒(méi)有較大變化。 |
2015 | 京沈客專線某隧道 | 距掌子面前方10m范圍內(nèi)，節(jié)理裂隙發(fā)育，存在小型破碎帶；90160m范圍內(nèi)，巖體極破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，存在破碎帶。 |
2016 | 山西某煤礦 | 1、迎頭前方 72 米到 90 米處，有明顯的豎向破碎帶，寬度為 18 米左右，方位偏左側(cè)方；2、迎頭前方 79 米到 84 米處，存在巖體斷層現(xiàn)象，寬度為 5 米左右，走向?yàn)樨Q向，方位靠右側(cè)方；3、 迎頭前方 113 米到 120 米處；存在巖體斷層現(xiàn)象，寬度為 7 米左右，走向?yàn)樨Q向，方位靠右側(cè)方；4、 迎頭前方 54 米到 64 米處，該區(qū)域存在輕微破碎帶，建議采掘過(guò)程中適當(dāng)注意支護(hù)措施。 |
2016 | 遼寧阜新某煤礦 | 1、 富水區(qū)域集中在正上方 15 米到 30 ，左側(cè)面 10 米到 20 米處；2、從開(kāi)始探測(cè)面 0 米到 40 米處，巖體比較破碎，存在富水現(xiàn)象，但不存在大范圍水源地質(zhì)狀況，建議水量監(jiān)測(cè)和防護(hù)。 |
九、設(shè)備參數(shù)指標(biāo)
現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄單元參數(shù)指標(biāo) |
支持測(cè)試方法 | 真地震反射成像技術(shù)法和隧道地震反射地質(zhì)預(yù)報(bào)法 |
預(yù)測(cè)距離： | 100-200米； |
小預(yù)報(bào)的讀數(shù)精度： | 0.1米； |
A/D精度： | 32bit； |
量程 | ±1V、±10V |
采集通道數(shù)： | 10采集通道、1觸發(fā)通道 |
頻率范圍： | 0.1-5000Hz |
設(shè)備連接方式： | 采集終端到控制終端為無(wú)線方式 |
控制終端： | 平板電腦 |
采樣速率 | 500KHz/200KHz/100 KHz/ 5kHz/2kHz/1kHz/ 500Hz/200Hz/100Hz/多檔可調(diào)？ |
采集方式： | 全并行同步采集 |
無(wú)線反饋器終端 | 佩戴式，無(wú)線傳輸，可指導(dǎo)測(cè)試數(shù)據(jù)是否達(dá)標(biāo)，自動(dòng)提醒是否進(jìn)入測(cè)試下一步驟 |
攜帶： | 便攜式，內(nèi)置鋰電池，可連續(xù)工作12小時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需外接電源即可工作 |
充電時(shí)間： | 約2小時(shí) |
電量指示： | 帶百分比的電量指示 |
總重量： | 現(xiàn)場(chǎng)部分：附件部分： |
防護(hù)等級(jí)： | 傳感器防水，即便傳感器現(xiàn)場(chǎng)瞬間掉入泥水中也可保證傳感器完好 |
工作溫度： | -20℃~60℃ |
操作系統(tǒng)： | 默認(rèn)為Win10系統(tǒng)，可選配Win7 |
傳感器單元參數(shù)指標(biāo) |
量程 | ±5g pk |
頻響 | 0.5-3KHz |
工作溫度 | -18~66℃ |
重量 | 7.5克 |
