可完成整个探测过程，无需专业培训，便于施工单位推广使用。
[0032]3)本发明提出的TBM适用的三维电阻率法超前预报方法探测全过程快捷，可利用TBM掘进过程中换步、维保、清渣、换刀、检查皮带等工作的停机间隙进行，只需单人操作，SP停即测，可迅速完成整个探测过程，不影响项目正常施工。
[0033]4)本发明提出的便携式三维电阻率法超前预报系统无须对TBM本体进行任何改造，杆状电极系不影响TBM刀盘刚度、刀孔布置、日常维保、滚刀换刀且主机设备不占据主控室空间，既具备TBM复杂环境下的超前探测能力又独立于TBM之外自称体系，不会影响TBM本身功能性。
[0034]5)本发明提出的超前预报系统各部件不但独立于TBM主体而且相对独立，便于维修维保，可靠性高，不会由于探测系统故障影响整个项目工期。
[0035]6)本发明提出的杆状电极系由刀盘滚刀孔边沿伸出的探测方式实现了观测模式的自由可调，可根据TBM刀盘的大量滚刀刀孔位置自由选择，灵活选择供电点与测量点位置，便于根据掘进段地质条件及潜在不良地质体类型选择适当的观测模式。
【附图说明】
[0036]图1是本发明超前探测系统工作示意图；
[0037]图2是本发明超前探测系统刀盘布置示意图；
[0038]图3是本发明不极化耦合电极设备示意图；
[0039]图4是本发明磁性支撑杆件设备示意图；
[0040]图5是本发明电极箱设备示意图；
[0041]图6是本发明终端控制箱示意图。
[0042]其中，1.掌子面，2.围岩，3.TBM刀盘，4.TBM护盾，5.TBM刀盘滚刀，6.TBM刀盘主梁，7.杆状电极系8.电极设备箱，9.终端控制箱，10.远端固定电极，11.远端电极线缆，12.屏蔽电极线缆，13.滚刀刀孔，14.杆状电极，15.不极化耦合电极，16.橡胶套筒，17.电极筒，18.导电布，19.导电介质，20.多孔盖板，21.硫酸铜溶液，22.螺旋状铜丝，23.电极卡槽，24.电极接线柱，25.磁性支撑杆件，26.强磁吸附面，27.磁路通断旋钮，28.杆件卡件，29.电极连接线缆，30.电极设备箱接线板，31.多针插头母头，32.电极线缆接线柱，33.拉线装置盒，34.杆状电极槽，35.中控设备主机，36.多路并行供电与采集设备，37.远端电极线缆接口，38.屏蔽电极线缆接口，39.多芯线缆，40.多针接头公头。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0044]一种适用于TBM复杂施工环境的便携式三维电阻率法超前预报系统，该系统分为不极化耦合电极设备，磁性支撑杆件设备，拉线杆槽装置，电极设备箱接线板30，电极设备箱8，多路并行供电与采集设备36，终端控制箱9，电极线缆系，及远端电极组成。
[0045]不极化耦合电极15由有机玻璃制中空圆柱状电极筒17与前端橡胶套筒16组成。前端橡胶套筒16由导电布18封装泥状导电介质19，泥状导电介质19由膨润土、氯化钠、石墨粉、水按3:2:1:1调和而成，套管及其内部封装的导电介质19整体为柔性，当挤压于掌子面1时该柔性结构可随凹凸不平的掌子面1形态变形，从而与掌子面1良好耦合。电极筒17前端为打有多个小圆孔的有机玻璃盖板20，中部空腔内装盛硫酸铜溶液21，所存硫酸铜溶液21可经由盖板20圆孔不断渗入套管内导电介质19，保持柔性橡胶套筒16前段湿润，降低接地电阻。电极筒17内自底部向上固定有螺旋状铜丝22，铜丝浸润于硫酸铜溶液21内，通过硫酸铜溶液21与铜丝间的离子交换导电从而减小了极化电位差，满足了激发极化效应探测要求，铜丝于筒底出露，并设置电机接线柱24连接外接线缆。电极筒17底部设有电极卡槽23用以与磁性支撑杆件25的杆件卡件28联接。
[0046]磁性支撑杆件25为PC塑料制中空杆件，杆件前端设有与不极化耦合电极15连接的对应杆件卡件28，中后部杆壁设有用以固定于TBM刀盘滚刀5孔壁的强磁吸附面26及控制吸附面工作的磁路通断旋钮27，杆件中空处穿过电极连接线缆29。
[0047]不极化耦合电极15与磁性支撑杆件25各12个，通过卡槽连接成为从TBM刀盘滚刀5孔伸出与掌子面1接触进而完成对掌子面1供电与电信号采集工作的杆状电极系7。
[0048]电极系杆槽装置为带有12个圆柱形杆状电极槽34的箱体，对应存放12个杆状电极14，每个凹槽边沿刻有对应电极编号，便于区分。每个凹槽下方配有一个置于非金属盒内的卷簧拉线装置盒33，杆件中空内所穿电缆进入非金属外壳后盘入卷簧，末端固定，金属中轴处固接线缆自非金属盒中心导出，电信号通过卷簧与金属中轴得以传递。杆状电极14使用完毕后借由拉线盒助力收入杆槽装置内。
[0049]多针插座接线面板是一个中空接线板，下表面设12个电极线缆接线柱32，依次连接电极系杆槽装置拉线盒导出线缆，上表面为一形多针接头母头31，每个电极线缆接线柱32由板内中空部分经由导线按顺序与多针接头每针底端焊接。
[0050]不极化耦合电极15设备，磁性支撑杆件25，拉线杆槽装置，多针插座接线面板集成与电极设备箱8中。
[0051]由设备主机、采集卡、电极转换箱、蓄电池组组成，由设备主机控制供电与采集，蓄电池组外接一根12芯线缆，一根双芯线缆，一根单芯线缆，其中，12芯线缆一端接多针线缆公头40，用以连接接线面板多针插头母头31，双芯线缆接于远端电极接线口，单芯线缆接于屏蔽线缆接线口。
[0052]设备主机可发出供电与采集指令，显示储存采集信号，并于采集结束后迅速完成正演计算，显示正演曲线。
[0053]采集卡为12路独立采集通道，可进行多路并行采集，提高探测时间。
[0054]中控设备主机35集成了前述设备主机，多路并行供电与采集设备36，外接带有多针线缆公头40的12芯多芯线缆39，屏蔽电极线缆接口 38以及远端电极线缆接口 37。
[0055]电极电缆系包括屏蔽电极线缆12和远端电极线缆11，屏蔽电极线缆12 —端与护盾相连，一段预留于TBM刀盘主梁6内，使用时只需将预留端接入终端控制箱9上的屏蔽电极线缆接口 38。远端电极线缆11为双芯线缆，一端与远端两电极相连，一端预留于TBM刀盘3内，使用时只需将预留端接入终端控制箱9上的远端线缆接口。
[0056]远端电极分为供电电极B和接收电极N，接于TBM末端道岔附近隧道围岩2，在激电三极法中可认为处于无穷远处。线缆预留接头于刀盘主梁内。
[0057]—种TBM搭载的三维电阻率法超前预报系统的超前探测方法，通过不极化耦合电极15与磁性支撑杆件25连接而成的杆状电极系7从刀盘滚刀孔间隙伸出作为供电与测量电极A/M，屏蔽电极线缆12接于TBM护盾4利用整个护盾作为环形屏蔽电极P，TBM末端围岩2接入无穷远端供电电极B和接收电极N，由终端控制箱9中设备主机控制进行前向三维激发极化超前探测。
[0058]进行超前探测时，工作人员携带电极设备箱8与终端控制箱9进入TBM刀盘主梁6，将终端控制箱9外接多针线缆公头40接入多针插座接线面板上多针插头母头31，预留远端供电电极B和接收电极N线缆接头接于终端控制箱9上远端电极线缆接孔，一端接于TBM护盾4的屏蔽电极线缆12预留端接于终端控制箱9上屏蔽线缆接孔；将杆状电极14分别伸出所选定刀盘滚刀孔间隙，调整不极化耦合电极15与掌子面1接触良好，使磁性支撑杆件上强磁吸附面26对向滚刀孔壁，旋开磁路旋钮固定；打开终端控制箱9主机，输入指令开展探测。
[0059]设备主机控制刀盘电极A/M1供入正电流10，远端供电电极B供入电流_10，护盾环状屏蔽电极P供入与A/M1同向电流，其他A/M2-A/M12电极作为测量电极Μ采集Μ盾尾边墙上的接收电极Ν之间的电势差U，极化率η和半衰时t。上述测量完毕后，中控系统自动控制A/M2作为供电电极供入电流10，A/MUA/M3-A/M12作为测量电极M，重复