[發(fā)明專利]一種用于聲波法在仰孔中進(jìn)行圍巖破壞范圍探測時的孔內(nèi)堵水裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310084022.6
• 申請日: 2013-03-16
• 公開（公告）號: CN103161479B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹平;蒲成志;張春陽;鐘涌芳
• 申請（專利權(quán)）人: 蒲成志
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道（巷道）掘進(jìn)施工時在仰孔中進(jìn)行圍巖破壞范圍探測時的耦合水堵漏技術(shù)。?

背景技術(shù)

錨桿支護(hù)是在隧道（巷道）掘進(jìn)施工時普遍采用的圍巖加固措施，在選擇錨桿長度參數(shù)時，圍巖在爆破掘進(jìn)影響下的破壞范圍是一個重要參考指標(biāo)；即錨桿是否有效錨固在穩(wěn)定巖層中，是錨桿能否充分發(fā)揮支護(hù)加固圍巖作用的關(guān)鍵。采用聲波法在鉆孔內(nèi)進(jìn)行巖層破壞范圍探測是一項(xiàng)簡單方便、行之有效的工程現(xiàn)場測試方法。該技術(shù)在俯孔中應(yīng)用時很順利，但是在仰孔中應(yīng)用時涉及到耦合水的堵漏問題，耦合水一方面在重力作用下順孔向外流出，另一方面沿著破壞圍巖的縫隙以鉆孔為中心向圍巖內(nèi)擴(kuò)散，這樣導(dǎo)致孔內(nèi)耦合水無法充分填充在鉆孔與探頭之間的空隙，達(dá)不到測試要求。現(xiàn)有堵漏技術(shù)主要是在孔口設(shè)置堵水裝置，以阻止耦合水順孔流出；但是其對孔內(nèi)耦合水沿縫隙向圍巖內(nèi)的擴(kuò)散起不到控制作用。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有堵水裝置不能有效控制仰孔中耦合水沿縫隙擴(kuò)散的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種能夠有效控制仰孔中耦合水流失、擴(kuò)散的堵水裝置，以保證仰孔中耦合水量滿足測試要求。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于孔內(nèi)堵水的裝置，在有效阻止耦合水順鉆孔向外流出的同時，將耦合水沿縫隙向圍巖內(nèi)的擴(kuò)散范圍限定在特定長度鉆孔內(nèi)，由于耦合水?dāng)U散范圍不再是鉆孔全長，而是在略大于探頭長度的有限范圍內(nèi)，這樣可以保證耦合水能夠有效填充測試范圍內(nèi)的鉆孔空間，滿足測試要求。?

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：利用橡膠氣囊充氣膨脹特性封堵空心鋼管與孔壁間空隙，阻止耦合水順鉆孔向外流出，并將堵水裝置設(shè)置在緊靠探頭下方位置，使其與探頭一起進(jìn)入鉆孔內(nèi)，這樣可以將耦合水在孔內(nèi)沿圍巖縫隙擴(kuò)散的范圍限定在特定長度內(nèi)。為解決堵水裝置向孔內(nèi)伸入（或向孔外拔出）時橡膠氣囊由于孔壁凹凸摩擦而發(fā)生破損事故，在橡膠氣囊外加設(shè)一層具有強(qiáng)力彈性的保護(hù)膠筒；為解決堵水裝置向孔內(nèi)伸入（或向孔外拔出）時保護(hù)膠筒和橡膠氣囊由于孔壁摩擦而向反方向擠壓堆疊現(xiàn)象，在橡膠氣囊兩端的空心鋼管上固定設(shè)置環(huán)狀金屬箍，在保證氣囊進(jìn)氣管通暢的前提下將保護(hù)膠筒用膠帶綁扎在緊靠環(huán)狀金屬箍外側(cè)的鋼管上。?

本發(fā)明的有益效果在于：在阻止耦合水順孔流出的同時能夠顯著降低沿圍巖縫隙向圍巖內(nèi)的擴(kuò)散水量，進(jìn)而降低供水量，加快工作速率，提高測試效率。?

附圖說明

附圖1為仰孔中孔內(nèi)堵水探測示意圖?

附圖2為孔內(nèi)堵水裝置細(xì)部結(jié)構(gòu)圖

圖中1:空心鋼管；2:上向鉆孔（仰孔）；3:聲波發(fā)射探頭；4:聲波接收探頭1；5:聲波接收探頭2；6:封口膠帶；7:進(jìn)（排）氣管；8:氣囊位置限定箍；9:氣囊保護(hù)膠筒；10:橡膠氣囊

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。?

按照設(shè)計(jì)要求在隧道（巷道）圍巖上打設(shè)鉆孔（2）。且鉆孔直徑以大于聲發(fā)射探頭（3）外徑15mm為宜，并保證孔壁光滑無浮石，鉆孔直度滿足要求。?

將預(yù)先準(zhǔn)備好的橡膠氣囊（10）纏繞在接收探頭2（5）下方兩個固定環(huán)狀金屬箍（8）的中間鋼管上，然后將氣囊保護(hù)膠筒（9）套在纏繞好的橡膠氣囊外，并經(jīng)進(jìn)氣管（7）向氣囊內(nèi)壓入少量空氣，以檢測氣囊的通氣膨脹情況是否滿足要求；滿足通氣膨脹要求后，用膠帶（6）將氣囊保護(hù)膠筒兩側(cè)緊靠環(huán)狀金屬箍外側(cè)纏繞綁扎在鋼管上，此時應(yīng)保證氣囊進(jìn)（排）氣管的通氣性，綁扎后可通過再次向進(jìn)氣管壓入少量氣體的方式進(jìn)行氣管通氣性檢測。此時堵水裝置安設(shè)完畢。?

根據(jù)鉆孔探測深度，在堵水裝置下方續(xù)接若干段空心鋼管（1），并根據(jù)測試要求連接水管，建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。將探頭與堵水裝置伸入鉆孔前，首先應(yīng)檢查鉆孔質(zhì)量是否滿足工作要求，然后將連接好的探頭與堵水裝置由鋼管緩慢伸入鉆孔內(nèi)，到達(dá)預(yù)定位置后，打開水閥向鉆孔內(nèi)注水，觀察到水自由流出鉆孔后，經(jīng)進(jìn)氣管向氣囊內(nèi)壓入空氣，直至自由流出鉆孔的水量明顯減小為止，然后開啟數(shù)據(jù)采集工作按鈕，待檢測波形穩(wěn)定后保存數(shù)據(jù)，之后關(guān)閉注水閥門停止向鉆孔內(nèi)注水，并打開進(jìn)氣管閥門將氣囊內(nèi)氣體放出，待氣囊內(nèi)無壓力時，將探頭拔出預(yù)設(shè)長度，進(jìn)行下一測點(diǎn)的圍巖破壞情況檢測工作。?

壓氣時必須按照先注水、后充氣的順序進(jìn)行，排氣時必須按照先停水、后排氣的順序進(jìn)行。氣體完全排出前，不得向外拔鋼管和探頭。?