隧道施工過程中應用超前地質預報儀器開展超前地質預報，探測掌子面前方地質環(huán)境，準確預報不良地質體位置，可提前做好應對措施，保障施工安全。
近日，由四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司（簡稱四川公路設計院）所屬四川省交通工程檢測設備計量檢定站作為第一編寫單位牽頭編寫，中鐵西南科學研究院有限公司、國家道路與橋梁工程檢測設備計量站參與編寫的四川省地方校準規(guī)范《彈性波超前地質預報儀校準規(guī)范》（JJF（川）1872—2021）（簡稱《規(guī)范》）發(fā)布，并將于3月1日起實施。
《規(guī)范》規(guī)定了預報儀的計量方法，解決了交通運輸行業(yè)預報儀無法溯源的問題，為后續(xù)編寫國家規(guī)范奠定了基礎。
調研設備廠家 開展試驗論證
四川屬于多山地丘陵地區(qū)，隧道、地下工程、城市軌道等在省內交通建設項目中占比較大。這類結構物均屬隱蔽工程，常受巖爆、大變形、斷層裂隙、涌水突泥、巖溶等各種不良地質影響。
為了解掌子面前方地質條件，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，預報不良地質體的位置，需要使用彈性波超前地質預報儀進行預報監(jiān)測。預報儀通過振源發(fā)出機械波，同時接收遇到波阻抗差異反射的有效波，分析其形成的時域或頻域曲線，以此來判斷前方地質情況。
彈性波超前地質預報儀技術難度大，國內近年才逐漸發(fā)展應用，并實現(xiàn)自主研發(fā)生產。目前，國內尚無預報儀計量檢定規(guī)程或校準規(guī)范，其物理量無法溯源到國家計量基標準，導致其測量的物理量準確度不一致，性能難以評價。
基于此，四川公路設計院等單位的編寫組人員用一年多時間，調研了國內5個主流設備廠家，開展了大量艱難繁瑣的施工現(xiàn)場和室內試驗論證，完成了《規(guī)范》的編寫。
明確參數(shù)范圍 保證設備準確
《規(guī)范》依據《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》（JJF 1071—2010）要求編寫，內容包括九個章節(jié)和三個附錄，給出了彈性波超前地質預報儀的原理、用途、組成部分和結構示意圖，闡述了《規(guī)范》適用范圍、引用文件、術語和計量單位，以及計量特性、校準條件、校準項目和校準方法、校準結果表達、復校時間間隔等。
根據預報儀計量特性，分析儀時間相對誤差、預報儀時間相對誤差和通道隔離度是保證設備準確性的3個重要參數(shù)。《規(guī)范》對這3個參數(shù)首次提出了科學的測試方式、計算方法及合格范圍，有效保障了預報儀預報的準確性。
分析儀時間相對誤差是以函數(shù)信號發(fā)生器作為標準器，提供標準的時間值，以校準包括信號采集模塊、信號A/D轉換模塊和信號處理模塊在內的預報儀主機，用周期測量值和標準值之差除以標準值得出。分析儀時間相對誤差范圍為±4.0%。
預報儀時間相對誤差是以中頻振動標準臺系統(tǒng)作為標準器，通過標準振動臺提供模擬隧道現(xiàn)場頻率范圍的振動信號，來評價包括設備上位機、主機和檢波器這一整體預報儀輸出量值的準確性和可靠性，用測出的振動信號標準周期試驗值和標準值相減，差值除以標準值得出。預報儀時間相對誤差范圍為±4.0%。
通道隔離度是以函數(shù)信號發(fā)生器作為標準器，為預報儀某一指定接收通道提供穩(wěn)定的頻率值和幅值，用于觀察和判斷預報儀其他接收通道與該指定通道間串擾的問題，用測試通道最大幅值和參考通道電壓幅值峰峰值的比值取對數(shù)，乘以固定系數(shù)得出通道隔離度（串音）。各通道間的隔離度應大于40分貝。
統(tǒng)一衡量標準 規(guī)范行業(yè)市場
《規(guī)范》的發(fā)布填補了預報儀規(guī)范空白，實現(xiàn)了預報儀輸出物理量單位統(tǒng)一，量值準確可靠，提供了評價儀器測量結果準確度的方法，為評價預報儀可靠性建立技術基礎，將有利提升整體產業(yè)發(fā)展水平，促進該類產品的更新改進。
高性能的預報儀應用于施工過程中，提高了施工安全性，排除設備故障或測量不準帶來的影響，為準確預報地質災害提供保障。
同時，《規(guī)范》提供了預報儀質量評定依據，可幫助檢測單位科學選擇質量合格的設備。目前，市面上預報儀種類繁多、原理各異、良莠不齊，《規(guī)范》的發(fā)布可以依據統(tǒng)一的標準衡量各廠家設備，形成量化評價標準，規(guī)范預報儀市場。
《規(guī)范》填補了四川地區(qū)彈性波超前預報儀量值溯源的空白，后續(xù)將面向全國推廣，為后續(xù)編寫國家規(guī)范奠定了基礎。此外，《規(guī)范》為相關國家計量技術規(guī)范的編寫提供了細致的校準方法、詳盡的不確定度評價方案以及良好的技術參考，為其他相關物探類設備的計量技術規(guī)范編寫工作提供了有益借鑒。
