1.一种TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，其特征在于，包括高压脉冲水射流系统、喷嘴、震源传感器、支撑装置、接收传感器、噪声传感器以及数据采集仪；

所述高压脉冲水射流系统搭载于TBM上，所述喷嘴安装于刀盘面向工作面的一侧，且与所述高压脉冲水射流系统的出水口连通，用以向所述工作面喷出高压脉冲水射流束产生破岩震动波，所述震源传感器安装于刀盘面向所述工作面的一侧以检测震源信号；

所述支撑装置包括驱动机构和弧形板，所述驱动机构安装于TBM外机架上，所述弧形板安装于所述驱动机构上，所述驱动机构驱动所述弧形板在与隧道侧壁相抵接和远离所述隧道侧壁的位置切换；所述接收传感器安装于所述弧形板面向所述隧道侧壁的一侧，以接收破岩震动波在所述工作面前方岩层中传播时遭遇反射界面产生的反射波信号；所述噪声传感器安装于TBM各个噪声源处，以采集所述各个噪声源产生的噪声信号；

所述震源传感器、接收传感器、噪声传感器与所述数据采集仪连接，所述数据采集仪与TBM控制系统保持通信，用于采集所述震源信号、反射波信号、噪声信号以及TBM工作参数。

2.如权利要求1所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，其特征在于，所述驱动机构与所述TBM外机架之间连接有减震器。

3.如权利要求1所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，其特征在于，所述支撑装置设有三个，所述三个支撑装置绕TBM主轴外围分布。

4.如权利要求1所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，其特征在于，所述刀盘面向所述工作面的一侧根据刀盘上滚刀的分布情况设有多个所述震源传感器、多个所述喷嘴和多个定位传感器，每一所述喷嘴、每一所述震源传感器与每一所述定位传感器位于相同区域形成一震源单元。

5.如权利要求1所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，其特征在于，所述驱动机构为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆一端安装于所述TBM外机架上，所述弧形板安装于所述液压伸缩杆的另一端。

6.如权利要求5所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，其特征在于，所述液压伸缩杆的油缸内设有反馈压力传感器，所述反馈压力传感器实时监测所述油缸内液压油的压力。

7.一种TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测方法，其特征在于，利用如权利要求1至3任一项所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测装置，包括以下步骤：S1连接震源传感器、接收传感器、噪声传感器、TBM控制系统、高压脉冲水射流系统控制模块以及数据采集仪，使各传感器处于待检测状态；

S2启动驱动机构以驱动弧形板与隧道侧壁相抵接；

S3启动TBM和高压脉冲水射流系统，利用所述高压脉冲水射流系统和喷嘴向工作面喷出高压脉冲水射流束以产生破岩震动波，利用所述震源传感器检测高压脉冲水射流束冲击岩石激发的震动信号和刀盘滚刀破岩激发的震动信号；将所述高压脉冲水射流系统关闭，启动TBM以利用刀盘滚刀破岩掘进，利用所述震源传感器检测刀盘滚刀破岩激发的震动信号；

S4根据射流束和滚刀联合破岩时的震动信号以及单滚刀破岩时的震动信号，分离提取射流束冲击岩石激发的震动信号；

S5利用接收传感器接收反射地震波信号，利用噪声传感器检测TBM及所述高压脉冲水射流系统中各噪声源处的噪声信号；

S6利用所述噪声信号对所述射流束冲击岩石激发的震动信号进行去噪处理，将得到的信号记为震源信号；利用所述噪声信号对所述反射地震波信号进行去噪处理，将得到的信号记为有效反射地震波信号；

S7利用常规地震探测方法对所述震源信号和所述有效反射地震波信号进行分析处理，得到所述工作面前方及周围区域的纵横波速度模型和三维地震剖面；利用TBM工作参数、射流束工作压力、TBM掘进速度和经验公式可计算得到围岩强度指数，再结合地震波反射系数，可以拟合得到围岩强度指数与地震波反射系数之间的关系式，从而可根据工作面前方及周围岩石的地震波反射系数分布对围岩强度系数分布进行预测；

S8待一次掘进行程完成后，利用驱动机构使所述弧形板远离隧道侧壁，整个支撑装置随所述TBM外机架一同向前移动到限位端，然后重复步骤S2至S7，进行下一掘进行程的超前探测工作。

8.如权利要求7所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测方法，其特征在于，所述刀盘面向所述工作面的一侧根据刀盘上滚刀的分布情况设有多个所述震源传感器、多个所述喷嘴和多个定位传感器，每一所述喷嘴、每一所述震源传感器与每一所述定位传感器位于相同区域形成一震源单元；

步骤S3具体为：选择震源模式，所述震源模式包括整体模式和局部模式；

所述整体模式为启动TBM和高压脉冲水射流系统，利用所述高压脉冲水射流系统和所有喷嘴向工作面喷出高压脉冲水射流束以产生破岩震动波，各所述喷嘴的入口压力、喷射起始时刻和射流脉动频率均一致，利用所述震源传感器检测高压脉冲水射流束冲击岩石激发的震动信号和刀盘滚刀破岩激发的震动信号；将高压脉冲水射流系统关闭，启动TBM以利用刀盘滚刀破岩掘进，利用震源传感器检测刀盘滚刀破岩激发的震动信号；

所述局部模式为根据刀盘上滚刀的分布情况，在刀盘上选定一个区域，在刀盘转动的过程中，通过所述震源单元的定位传感器判断所述震源单元是否位于选定区域，如果位于选定区域则所述震源单元的喷嘴和震源传感器均工作，如果位于选定区域范围外则所述震源单元的喷嘴和震源传感器均停止工作；启动TBM和所述高压脉冲水射流系统，利用所述高压脉冲水射流系统和所述喷嘴向工作面喷出高压脉冲水射流束以产生破岩震动波，利用所述震源传感器检测高压脉冲水射流束冲击岩石激发的震动信号和刀盘滚刀破岩激发的震动信号并进行分析重构；将所述高压脉冲水射流系统关闭，启动TBM以利用刀盘滚刀破岩掘进，利用所述震源传感器检测刀盘滚刀破岩激发的震动信号并进行分析重构。

9.如权利要求7所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测方法，其特征在于，步骤S6还包括：利用高压脉冲水射流束的脉冲频率、震源信号和有效反射地震波信号进行联合分析处理，对不相干噪声进行进一步衰减。

10.如权利要求7所述的TBM高压脉冲水射流破岩震源超前探测方法，其特征在于，所述驱动机构为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆一端安装于所述TBM外机架上，所述弧形板安装于所述液压伸缩杆的另一端，所述液压伸缩杆的油缸内设有反馈压力传感器，所述反馈压力传感器实时监测所述油缸内液压油的压力；

步骤S2具体为：启动所述液压伸缩杆，所述液压伸缩杆伸展以驱动所述弧形板移动，利用反馈压力传感器获取所述液压伸缩杆的油缸内的压力，当所述油缸内压力达到预设阈值时，所述液压伸缩杆停止伸展，使所述弧形板与隧道侧壁相抵接。