[發(fā)明專利]一種地面跨孔電阻率CT耦合線纜

有效

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• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN102928881A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 李術才;蘇茂鑫;薛翊國;孫懷鳳;林春金
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種工程地球物理探測（簡稱工程物探）技術，具體的說是一種地面跨孔電阻率CT耦合線纜。

背景技術

近年來，隨著國家對基礎設施建設的不斷投入，各種建筑設施蓬勃發(fā)展。對于一些較大的建筑設施，包括地上和地下建筑，在修建之前往往需要對其修建的地基或者圍巖地質情況進行較全面的評價或評估，為了更好的了解地基或者圍巖的地質情況，通常需要采取一些探測措施，以此了解地基或圍巖是否存在地質安全隱患。特別是對于地下工程建設，在施工開挖過程中，如果不能有效的查明圍巖的地質情況，很可能會出現(xiàn)無法預料的地質災害，如突水、突泥、坍塌等。這些地質災害造成的后果是輕則沖毀或擊毀機具，淹沒隧道，正常施工被迫中斷；重則造成重大人員傷亡，產生巨大的經濟損失，甚至有些地下工程會因此被迫停建或改線。所以，采取有效的探測方法來探明地基或圍巖是否存在地質缺陷就顯得非常有必要，也很有工程實際意義。

跨孔電阻率CT方法作為一種重要的地球物理勘探方法，以其經濟、無損、快速、探距遠、探測精度高及探測信息豐富等獨特的優(yōu)點，在工程探測中有著廣泛的用途。跨孔電阻率CT法的工作原理是利用測量線纜上分布的電極向圍巖或大地供電，通過測量電極測量目標體的電阻率，既而可以對電阻率進行反演成像并開展地質解釋，從而達到相應的探測目的。

跨孔電阻率CT測量時，需要在地面上向地下打兩個鉆孔，然后將測量電纜置于鉆孔中測量，為了便于測量電纜的放入和取出，打的鉆孔孔徑必須大于電纜電極的直徑，這就給測量造成一個問題——電極與鉆孔孔壁接觸不充分，甚至不能接觸，進而無法完成測量工作。

在解決電極與鉆孔孔壁接觸問題上，既有的方法就是采用水耦合法，也即向鉆孔中注水，利用水耦合電極與孔壁。此法有幾個缺點，一是地下裂隙較發(fā)育時，特別是存在較大的導水裂縫時，所注水會很快被導走，不能持續(xù)的貯存在鉆孔里；二是地質狀況較差時，注水后容易引起鉆孔坍塌，影響測量；三是注水后電纜容易被陷在鉆孔中難以取出，造成經濟損失；四是注水一般只能注到地下水位，地下水位以上部分電極難以使用，影響測量效果。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種地面跨孔電阻率CT耦合線纜。

本發(fā)明具體采用下述技術方案來實現(xiàn)：

一種地面跨孔電阻率CT耦合線纜，包括測量線纜，所述的測量線纜上設有若干測量點，還包括充放氣裝置和耦合裝置，所述的耦合裝置設于充放氣裝置上，所述的各個測量點分別被一個充放氣裝置包裹，所述的各個測量點分別與耦合裝置連接，所述的各個充放氣裝置之間通過通氣管相連。

所述的測量線纜為CT測量用多芯電纜。

所述的測量點等間隔的設置在測量線纜上，所述的測量點上設有接線器，接線器為一銅環(huán)，接線器的內部與測量電纜的一根電芯線連接，外部設有掛鉤。

所述的充放氣裝置包括氣囊，所述的氣囊設于測量線纜的測量點位置，包裹測量點，所述的氣囊上預留有多個孔道，孔道通到接線器上與測量線纜密封。

所述的耦合裝置包括多個金屬彈簧和多個耦合電極，所述的金屬彈簧分別設置在氣囊上的孔道中，所述的耦合電極分別設于氣囊的外表面上，所述的金屬彈簧一端連接在掛鉤上，另一端連接耦合電極。

所述的耦合電極為半球狀，材料是金屬材料。

所述的測量電纜的引出端通過引線連接測量儀器，所述的引線長為30m。

與第一個氣囊的進口端連接的通氣管串聯(lián)一個進氣閥門、一個放氣閥門和打氣筒。

所述的通氣管為橡膠管。?

所述的測量線纜和通氣管由保護外皮包裹。

測量時，當氣囊由打氣筒通過通氣管充氣膨脹時，帶動彈簧和耦合電極向外膨脹，與孔壁接觸，電流通過測量電纜、接線器、彈簧和耦合電極導入大地，達到耦合孔壁和電纜作用。測量結束后，由充氣端上的放氣閥門放氣，氣囊在自身彈性和耦合裝置上的彈簧彈性作用下回縮，取回線纜即可。

本發(fā)明的有益效果是：實際應用過程操作簡單，使用前，根據(jù)實際工作條件，鉆機打出比氣囊直徑稍大孔徑的鉆孔，然后將線纜展開，放入鉆孔中，由充氣端連接上打氣筒向通氣管中打氣，打好氣后即可測量，測量結束后打開放氣閥門放氣，放氣結束后取回線纜完成測量工作，并且該發(fā)明可以干孔和水孔兩用、節(jié)約工期、使用方便，安全高效的地面跨孔電阻率CT測量線纜。

附圖說明

圖1是線纜整體結構示意圖；

圖2是氣囊示意圖a；

圖?3是氣囊示意圖b?；

圖4為氣囊剖面示意圖；

圖5為接線器示意圖a；