TSP-3D多功能隧道三維超前地質(zhì)預(yù)報
產(chǎn)品介紹新一代地震波反射法地質(zhì)預(yù)報設(shè)備。適用于隧道三維地質(zhì)預(yù)報、地表勘查、野外地震探測的多功能三維顯示預(yù)報系統(tǒng)，集操作便捷、錘擊震源、無線傳輸、智能處理功能于一體，采用無線傳輸?shù)臄?shù)三分量加速度傳感器，全密封防水級別的傳感器，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)探測等；
多功能：除隧道超前地質(zhì)預(yù)報功能外，TSP-3D系統(tǒng)可用于：
1）隧道地表探測；
2）野外地震探測功能。
原理及規(guī)范
TSP-3D三維隧道超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)采用極小偏移距彈性波反射原理，用6-12個三分量加速度傳感器，觀測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)報技術(shù)規(guī)程》
基本原理：
1）在隧道特定位置通過錘擊所產(chǎn)生的地震波信號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，通過激發(fā)多個震源點(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）時產(chǎn)生反射波，這時分布在隧道上面的三軸高靈敏度傳感器會接收到異常體的來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）異常體信號位置計算，根據(jù)TSP-3D三維隧道超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)的傳感器分布坐標(biāo)，將地震參數(shù)（動態(tài)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)）通過計算轉(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
隧道超前三維成圖，直觀易懂；
可探測前方空洞、斷層、破碎、含水等；
傳感器采用陣列式布置；
錘擊震源；
探測距離100米-200米；
具備多功能探測方案（可對隧道地表進(jìn)行探測）；
現(xiàn)場采集時間短，工作效率高；
產(chǎn)品特點(diǎn)
TSP-3D系統(tǒng)采用6-12個MEMS微機(jī)電系統(tǒng)三分量加速度傳感器，通過多次激發(fā)，一次采集可*多采集504道地震波數(shù)據(jù)，通過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，每個三維數(shù)據(jù)體包含82個二維切片，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
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)報的優(yōu)勢
相比二維超前地質(zhì)預(yù)報展示的是線或面的二維位置，不能清晰顯示異常邊界，預(yù)報范圍有限，三維地質(zhì)預(yù)報可以全面預(yù)報隧道拱頂?shù)人形恢?，地質(zhì)預(yù)報的空間定位更加準(zhǔn)確，是當(dāng)前的預(yù)報技術(shù)。近年來，三維超前地質(zhì)預(yù)報越來越受國家行業(yè)部門與地方交通主管部門的重視。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、提升檢測效果的優(yōu)勢！
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 | 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 |
| 動態(tài)范圍 | 瞬時130dB,系統(tǒng)動態(tài)范圍166dB | 觸發(fā)器 | 1個 |
| 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0.0004% | 傳感器*大功耗 | 0.45W |
| 主機(jī)系統(tǒng) | 無線主機(jī) | 傳感器重量 | 不大于1kg |
| 現(xiàn)場傳感器 | 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 | IP66 | 記錄時間 | 0.5s—8s可選 |
| 工作時間 | 電源：>8小時，外置電源>24小時 |
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：
是由破碎狀況、阻抗系數(shù)計算所得的常量，提供施工危險等級參考。
