TSP-3D多功能隧道三維超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
產(chǎn)品介紹新一代地震波反射法地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備。適用于隧道三維地質(zhì)預(yù)報(bào)、地表勘查、野外地震探測(cè)的多功能三維顯示預(yù)報(bào)系統(tǒng)，集操作便捷、錘擊震源、無(wú)線傳輸、智能處理功能于一體，采用無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)三分量加速度傳感器，全密封防水級(jí)別的傳感器，配備高性能低壓鋰電池，保證了設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性，現(xiàn)場(chǎng)布置更方便、快捷。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于隧道工程勘察、鐵路、水利、及地下結(jié)構(gòu)工程建設(shè)期工作面前方三維地質(zhì)探測(cè)等；
多功能：除隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)功能外，TSP-3D系統(tǒng)可用于：
1）隧道地表探測(cè)；
2）野外地震探測(cè)功能。
原理及規(guī)范
TSP-3D三維隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)采用極小偏移距彈性波反射原理，用6-12個(gè)三分量加速度傳感器，觀測(cè)方式既可在掌子面布置傳感器，又可在邊墻布置，并采用錘擊為主（也可用爆破）的震源激發(fā)。此方法符合鐵總Q/CR 9217-2015《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程》
基本原理：
1）在隧道特定位置通過(guò)錘擊所產(chǎn)生的地震波信號(hào)沿隧道方向以球面波的形式傳播；在不同巖層中地震波以不同的速度傳播；
2）反射波接收，通過(guò)激發(fā)多個(gè)震源點(diǎn)在不同位置產(chǎn)生地震波，這些震源點(diǎn)分布在隧道的特定位置，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅剿淼狼胺疆惓ｓw（破碎帶，斷層，空洞等）時(shí)產(chǎn)生反射波，這時(shí)分布在隧道上面的三軸高靈敏度傳感器會(huì)接收到異常體的來(lái)自不同方向的反射波（X,Y,Z），從而得到大量的三維數(shù)據(jù)組；
3）異常體信號(hào)位置計(jì)算，根據(jù)TSP-3D三維隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的傳感器分布坐標(biāo)，將地震參數(shù)（動(dòng)態(tài)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)）通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換成巖體構(gòu)造異常區(qū)域（破碎、斷層、富水、空洞等）的位置，我們可以得到異常區(qū)域的三維空間位置。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
隧道超前三維成圖，直觀易懂；
可探測(cè)前方空洞、斷層、破碎、含水等；
傳感器采用陣列式布置；
錘擊震源；
探測(cè)距離100米-200米；
具備多功能探測(cè)方案（可對(duì)隧道地表進(jìn)行探測(cè)）；
現(xiàn)場(chǎng)采集時(shí)間短，工作效率高；
產(chǎn)品特點(diǎn)
TSP-3D系統(tǒng)采用6-12個(gè)MEMS微機(jī)電系統(tǒng)三分量加速度傳感器，通過(guò)多次激發(fā)，一次采集可*多采集504道地震波數(shù)據(jù)，通過(guò)TSP-3D系統(tǒng)后處理軟件的應(yīng)力應(yīng)變轉(zhuǎn)換的算法，形成9種三維數(shù)據(jù)體，每個(gè)三維數(shù)據(jù)體包含82個(gè)二維切片，顯示效果直觀易懂，解譯依據(jù)豐富。
巖體物性參數(shù)成果圖:
① 破碎狀況
② 阻抗系數(shù)
③ 縱波波速Vp
④ 橫波波速Vs
⑤ 隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等級(jí)
⑥ 波速比Vp/Vs
⑦ 泊松比
⑧ 楊氏模量
⑨ 偏移成像圖
生成9種三維數(shù)據(jù)體，每種都可 ±20米垂直和水平切片。
三維隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的優(yōu)勢(shì)
相比二維超前地質(zhì)預(yù)報(bào)展示的是線或面的二維位置，不能清晰顯示異常邊界，預(yù)報(bào)范圍有限，三維地質(zhì)預(yù)報(bào)可以全面預(yù)報(bào)隧道拱頂?shù)人形恢?，地質(zhì)預(yù)報(bào)的空間定位更加準(zhǔn)確，是當(dāng)前的預(yù)報(bào)技術(shù)。近年來(lái)，三維超前地質(zhì)預(yù)報(bào)越來(lái)越受?chē)?guó)家行業(yè)部門(mén)與地方交通主管部門(mén)的重視。2020年12月發(fā)布了《公路隧道質(zhì)量安全管控提升指南》，提出了三維隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的要求，并指出三維成像技術(shù)具有可直觀顯示隧道前方地質(zhì)分布狀況、提升檢測(cè)效果的優(yōu)勢(shì)！
技術(shù)參數(shù)
| 用途 | 多用途數(shù)字化節(jié)點(diǎn)式一體化數(shù)字傳感器；可用于 隧道地質(zhì)勘察，地表勘察以及其他地質(zhì)勘查。 | 傳感器型號(hào) | 數(shù)字三分量傳感器(不需要套管等耗材) |
| 通道數(shù) | 24,*大可支持192通道 | 傳感器AD轉(zhuǎn)換 | 24位 |
| 主機(jī)AD轉(zhuǎn)換 | 24位 | 三分量傳感器數(shù)量 | 6/8/10個(gè) |
| 動(dòng)態(tài)范圍 | 瞬時(shí)130dB,系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍166dB | 觸發(fā)器 | 1個(gè) |
| 增益 | 0,6,12,18,24,30或36dB(軟件可選) | 工作溫度 | (-40℃至80℃) |
| 共模抑制： | 不低于80 dB | 直流電壓 | 3.7V至5V |
| 非線性失真 | 不超過(guò)0.0004% | 傳感器*大功耗 | 0.45W |
| 主機(jī)系統(tǒng) | 無(wú)線主機(jī) | 傳感器重量 | 不大于1kg |
| 現(xiàn)場(chǎng)傳感器 | 6,812 | 激發(fā)方式 | 錘擊觸發(fā)方式 |
| 主機(jī)傳感器接口 | 可連接三分量速度傳感器和三分量加速度傳感器 | 頻率范圍 | 0.05—5KHz |
| 防護(hù)等級(jí) | IP66 | 記錄時(shí)間 | 0.5s—8s可選 |
| 工作時(shí)間 | 電源：>8小時(shí)，外置電源>24小時(shí) |
① 破碎狀況圖：
主要展示應(yīng)變分布，可以判斷溶洞、斷層、破碎帶等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。
② 阻抗系數(shù)圖：
判斷含水可能性；富水分布，根據(jù)此圖判別富水區(qū)。
③ 隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等級(jí)：
是由破碎狀況、阻抗系數(shù)計(jì)算所得的常量，提供施工危險(xiǎn)等級(jí)參考。
