一种隧道掘进进尺的自动采集装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道掘进进尺的自动采集装置和方法，包括冲击波检测仪、加速度计、计算模块；在隧道洞口两侧边墙部位安装第一、第二冲击波检测仪，并在同一位置围岩内安装第一、第二加速度计；第一、第二冲击波检测仪用于记录空气中第一个冲击波信号到达时间，第一、第二加速度计用于记录围岩中第一个振动波信号到达时间；计算模块根据冲击波在空气中传播速度v1和振动波在围岩中的传播速度v2以及两次信号的时间差Δt，计算掌子面(3)到洞口的距离L，即隧道掘进进尺。本发明专利技术适用于所有采用爆破法施工的山岭隧道，能够实时监控隧道掘进进尺，是实现隧道施工远程实时监控的重要一环，特别是在长大隧道施工中效益更加显著。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道掘进进尺的自动采集装置和方法
本专利技术涉及一种隧道掘进进尺的自动采集装置和方法，属于隧道工程

技术介绍
目前，随着我国交通基础设施的大力发展，隧道工程数量不断增加，特别是西部山区规划了大量的隧道工程，其中有相当部分为长大隧道。在隧道施工过程中，隧道内部情况通常只能通过进入隧道观察、现场测量得到，这就需要技术人员及各方监督人员频繁进入隧道。而在长大隧道中，人员通勤所需时间长，增加通风需求，增大通勤成本。随着隧道内远程监控技术的发展，以及对人工成本和人员安全的考虑，依靠传统的人工测量隧道掘进进尺已经不能很好地适应目前施工的要求，因此非常有必要专利技术一种隧道掘进进尺的自动采集方法，来配合其他远程监控措施共同使用以达到在隧道外进行监控的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺点，提供一种隧道掘进进尺的自动采集方法，即采用一种新的技术手段实时监控隧道施工进度，以减少技术人员及各方监督人员进入隧道次数，节省时间，提高效率。一种隧道掘进进尺的自动采集装置，包括冲击波检测仪、加速度计、计算模块；在隧道洞口两侧边墙部位安装第一、第二冲击波检测仪，并在同一位置围岩内安装第一、第二加速度计；第一、第二冲击波检测仪用于记录空气中第一个冲击波信号到达时间，第一、第二加速度计用于记录围岩中第一个振动波信号到达时间；计算模块根据第一个冲击波信号到达第一冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第一加速度计的时间，计算第一时间差，根据第一个冲击波信号到达第二冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第二加速度计的时间，计算第二时间差，计算第一时间差、第二时间差的平均值；计算模块根据冲击波在空气中传播速度v1和振动波在围岩中的传播速度v2以及两次信号的时间差Δt，计算掌子面(3)到洞口的距离L，即隧道掘进进尺。隧道掘进进尺自动采集方法，包括如下步骤：1)在隧道洞口两侧边墙部位安装第一、第二冲击波检测仪，并在同一位置围岩内安装第一、第二加速度计；2)在一次爆破后，根据第一个冲击波信号到达第一冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第一加速度计的时间，计算第一时间差，根据第一个冲击波信号到达第二冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第二加速度计的时间，计算第二时间差，计算第一时间差、第二时间差的平均值Δt；3)根据冲击波在空气中传播速度v1和振动波在围岩中的传播速度v2以及两次信号的时间差Δt，计算掌子面(3)到洞口的距离L，即隧道掘进进尺；计算公式如下：即：所述的自动采集方法，隧道每掘进1000米对振动波在围岩中的传播速度v2进行一次标定，之后的进尺采集在标定的基础上进行，计算每次爆破后的掘进进尺。本专利技术的效益是：1.隧道外远程自动采集掘进进尺，实时监控隧道施工进度；2.除振动波速标定外不用进行人工测量，减少人员进入隧道的次数，节省人力物力同时也保证人员的安全及隧道内畅通；本专利技术适用于所有采用爆破法施工的山岭隧道，能够实时监控隧道掘进进尺，是实现隧道施工远程实时监控的重要一环，特别是在长大隧道施工中效益更加显著。附图说明图1是隧道掘进进尺自动采集系统俯视图。图中，1、冲击波检测仪；2、加速度计；3、掌子面；4、冲击波；5、振动波，6、围岩，7、二衬。图2是隧道掘进进尺自动采集系统所在断面的剖面图。图中，1、冲击波检测仪；2、加速度计；6、围岩；7、二衬。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。在隧道掘进进尺的自动采集过程中，如图1及图2所示，一种隧道掘进进尺的自动采集方法，含有以下步骤：步骤1)、为使冲击波检测仪安装在气流稳定处，在隧道洞口两侧边墙部位安装冲击波检测仪(1)，并在同一位置围岩表面安装加速度计(2)，形成两套检测仪；步骤2)、在一次爆破后，通过冲击波检测仪记录空气中第一个冲击波信号到达时间，通过加速度计记录围岩中第一个振动波信号到达时间，计算两套检测仪两者时间差的平均值Δt；步骤3)、根据冲击波在空气中传播速度v1和振动波在围岩中的传播速度v2，以及两次信号的时间差Δt，计算掌子面(3)到洞口的距离，即隧道掘进进尺L。计算公式如下：即：步骤4)、隧道每掘进1000米对振动波在围岩中的传播速度v2进行标定。每次爆破掘进进尺自动采集，使隧道外远程同步得到隧道掘进进尺，从而更加方便了解施工进度，达到实时监控的目的。另外，除标定外不用专门进行人工测量，减少人员进入隧道的次数，提高隧道施工安全同时节省人力物力。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道掘进进尺的自动采集装置，其特征在于，包括冲击波检测仪、加速度计、计算模块；在隧道洞口两侧边墙部位安装第一、第二冲击波检测仪，并在同一位置围岩内安装第一、第二加速度计；第一、第二冲击波检测仪用于记录空气中第一个冲击波信号到达时间，第一、第二加速度计用于记录围岩中第一个振动波信号到达时间；计算模块根据第一个冲击波信号到达第一冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第一加速度计的时间，计算第一时间差，根据第一个冲击波信号到达第二冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第二加速度计的时间，计算第二时间差，计算第一时间差、第二时间差的平均值；计算模块根据冲击波在空气中传播速度v1和振动波在围岩中的传播速度v2以及两次信号的时间差Δt，计算掌子面(3)到洞口的距离L，即隧道掘进进尺。

【技术特征摘要】
2017.11.02 CN 20171106082481.一种隧道掘进进尺的自动采集装置，其特征在于，包括冲击波检测仪、加速度计、计算模块；在隧道洞口两侧边墙部位安装第一、第二冲击波检测仪，并在同一位置围岩内安装第一、第二加速度计；第一、第二冲击波检测仪用于记录空气中第一个冲击波信号到达时间，第一、第二加速度计用于记录围岩中第一个振动波信号到达时间；计算模块根据第一个冲击波信号到达第一冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第一加速度计的时间，计算第一时间差，根据第一个冲击波信号到达第二冲击波检测仪的时间和第一个振动波信号到达第二加速度计的时间，计算第二时间差，计算第一时间差、第二时间差的平均值；计算模块根据冲击波在空气中传播速度v1和振动波在围岩中的传播速度v2以及两次信号的时间差Δt，计算掌子面(3)到洞口的距离L，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇，黄磊，姚志刚，周健，陶力铭，王宇皓，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51