隧道地质超前预报系统  

TRT6000型地质超前预报系统简介 

具备无线数字信号采集、传输功能的TRT6000 

地震波反射探测的方法很早就已经在土木工程和采矿作业等许多方面得到利用。这种技术的原理在于当地震波遇到声学阻抗差异（密度和波速的乘积）界面时，一部分信号被反射回来，一部分信号透射进入前方介质．声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。反射的地震信号被高灵敏地震信号传感器接收，通过分析，被用来了解隧道工作面前方地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等），位置及规模。正常入射到边界的反射系数计算公式如下：  

假设R为反射系数，r为岩层的密度，V等于地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时，反射系数是正的；反之，反射系数是负的。因此，当地震波从软粗岩传播到硬的白云石时，回波的偏转极性和波源是一致的。当岩体内部有破裂带时，回波的极性会反转。反射体的尺寸越大，声学阻抗差别越大，回波就越明显，越容易探测到。但如何获得广谱的回波信号，如何筛选、处理、分析这些信号并最后较准确地获得我们希望的成果，却是非常难的事情。美国生产的TRT6000层析扫描超前预报系统拥有大量的独有技术，有以下优点： 

1 TRT6000超前预报使用锤击作为的震源，可重复利用，不需要耗材，而使用炸药爆炸作为震源每次需要相当费用。 

2 使用锤击作为震源，可在同一点作多次锤击，通过信号叠加，使异常体反射信号更加明显。 

3 用锤击作为震源克服了爆炸产生的高能量对周围岩体产生挤压、破坏现象，从而保证能接收到真实的地震波信号。 

4 由人控制锤击产生地震波、可简单重复，操作简单，而爆炸产生地震波时高频信号迅速衰减，对操作人员的要求比较高。 

5 TRT6000采用高精度的加速计作为传感器，灵敏度高（0.5V/g），最大程度地保留了高频信号，提高了精度及探测距离（硬质岩中为300米，软质岩中为150米），而其他仪器使用的是速度传感器，灵敏度为(1V/g)，容易损失高频信号。 

6 传感器和地震波采集地震仪之间采用无线连接，大大简化了装备（只有两个箱子，尺寸见设备配置）两个箱子的重量仅为29Kg，携带方便。 

7 TRT6000的传感器布点（图1）采用立体布点方式，在隧道两边分别布置４个传感器，然后在隧道顶上布置两个传感器，从而获得真实的三维立体图，直观的再现了异常体的位置、形态、大小。而其他仪器一般在左右边墙各布置一个地震波信息接收器接收地震波，这样的布置方式只能获得异常体的位置信息，而不能获得形状、大小等信息，同时对于大角度斜交隧道的裂隙可能没有反映。 

⑧ TRT6000还采用了层析扫描的图像处理方式，绘制三维视图，并可以从多个角度观察缺陷，使得图像更加清晰，易于理解，从而更加轻松地进行缺陷诊断。 

⑨ TRT6000能描绘到隧道水平和垂直方向的所有异物。而其他仪器用于描绘几乎垂直于隧道的充满空气或水的裂隙，而且只能描绘靠近的垂直裂隙，不能描绘稍远距离的第二或第三裂隙（尤其是充气裂隙）。对于斜交隧道（由其是大角度斜交隧道）的裂隙可能没有反映。对于所描绘的倾斜裂隙，会低估它们的距离。

 

TRT6000在美国、欧洲、日本、新西兰、澳大利亚等国家获得广阔的市场，目前在中国的中铁十四局及五矿集团得到应用，并获得用户高度评价。为我们利用和研究超前预报系统提供了新的选择。

 TRT6000技术参数

TRT6000记录单元

接收器端口：9个 

记录通道：24个 

采样间隔：31，64，125，250，500，1000，或2000μs 

记录带宽：40～15000Hg 

模数转换：32位 

记录长度：16000采样数每通道 

频率范围：10Hg—75000 Hg 

测量精度：最好10cm 

低频过滤：25，35，50，70，100，140，200，280，400 Hg 

（降低传输距离和土的噪声） 

高频过滤：250，500，1000 Hg（降低风噪） 

延    迟：0～9999ms，毫秒为单位进行调节 

工作电压：直流12伏 

温度范围：存放环境温度-100—＋600 

工作温度：00～700

相对湿度：30-90% 

电    源：外接电源90-240伏交流，50/60Hg  

探测距离：软岩一般150米 

硬岩一般300米