1.一种孤石探测装置,包括若干探测单元,所述探测单元通过固定基座安装于盾构刀盘上,对应的所述盾构刀盘上设有安装孔,所述探测单元关闭工位下不突出于盾构刀盘的掌子面,其特征在于:所述孤石探测装置包括等径向间距的、A数目的探测列,所述探测列包括至少3个探测单元,所述A等于刀盘上刀列的数目,所述探测列处于刀头转动方向的前方至少5度转角的方向,探测列间和探测单元间的径向间距不大于盾构刀盘处理的最大孤石尺寸;所述探测单元和所述盾构刀盘间设有密封元件;所述探测单元包括伸缩探杆、分级油缸、闸门;所述伸缩探杆贯穿盾构刀盘,所述分级油缸连接伸缩探杆一端以控制伸缩探杆伸缩,所述闸门安装于盾构刀盘后侧以限制伸缩探杆位置;所述分级油缸的油路上设有油压测量部件,所述油压测量部件电连接控制组件;所述伸缩探杆的端部为圆形,所述安装孔上设有密封板组;所述密封板组由多个扇形板圆周均布而成,所述扇形板的长弧边与所述安装孔的孔周经由合页式连接双向连接,所述扇形板的短弧边设有与所述伸缩探杆的端部形位对应的凹陷。
2.如权利要求1所述的孤石探测装置,其特征在于:所述伸缩探杆伸出长度大于单环管片宽度。
3.如权利要求1所述的孤石探测装置,其特征在于:所述控制组件包括感应元件、电控元件、显示元件;所述感应元件设于伸缩探杆前端;所述电控元件接收感应元件的电信号,并控制显示元件显示;所述电控元件的输出端还连接液压控制阀,以控制分级油缸实现伸缩探杆伸出或缩回。
4.如权利要求3所述的孤石探测装置,其特征在于:所述感应元件包括超声波传感器/压力传感器/微动台阵探测器。
5.如权利要求3所述的孤石探测装置,其特征在于:所述电控元件包括伺服控制单元。
6.如权利要求1所述的孤石探测装置,其特征在于:所述扇形板间设有电磁控制的常闭开关,所述扇形板由绝缘材料制成。
7.一种孤石探测方法,使用如权利要求1所述的孤石探测装置,其特征在于:包括如下步骤:安装孤石探测装置:以盾构刀盘处理的最大孤石尺寸为极限距离,在盾构刀盘开设得以安装孤石探测装置的贯通孔,贯通孔间等径向间距布设,其间距小于所述极限距离;确定并查验探测点位:初始探测点位即盾构刀盘静止时孤石探测装置所处位置,孤石探测装置跟随盾构刀盘旋转,形成以盾构刀盘的中心为圆心的圆环探测点位,盾构刀盘空转,每转360/A度,探测点位工作,传输探测点的坐标信息至电控元件,当等间距的圆环探测点位形成覆盖整个盾构刀盘的完整探测点位时,判定探测点位确定方案成立;初始探测点位:每环管片掘进施工初始阶段,盾构停止掘进,盾构刀盘不转动,通过分级油缸控制伸缩探杆分级伸出;(3.1)若伸缩探杆完全伸出L长度后所受阻力无突变,则表明该位置前方L距离内不存在孤石;(3.2)若伸缩探杆分级伸出长度l时所受阻力明显增大或无法继续伸出,则表明该位置前方l距离内存在孤石;圆环探测点位:伸缩探杆收缩,以盾构刀盘的中心为圆心旋转盾构刀盘至下一点位,重复步骤(3)中伸缩探杆探测孤石过程,直至测量范围涵盖盾构刀盘全周;(4.1)若圆环探测点位内不存在孤石,则探测结束;(4.2)若圆环探测点位内存在孤石,则跳转步骤(5);确定孤石尺寸:通过控制盾构刀盘转动方向和转动角度识别孤石尺寸,探测结束。
8.如权利要求7所述的孤石探测方法,其特征在于:所述步骤(5)中,进一步结合感应元件判定孤石硬度,当孤石硬度超过所在工步的盾构刀盘设计的围岩硬度时,控制元件发送信号至盾构机的总控单元,采用降速小进给的方式,实施下一步切削,掘进速度降低至原计划速度的1/2~2/3,直至下一个探测工步的开启。