[發明專利]一種適用于隧道tsp預報的組合套管、系統及方法

有效

• 申請號: 201710425277.2
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107290777B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 薛翊國;李志強;李術才;周炳樺;張學亮;邱道宏;李鵬飛;陶宇帆;張開;夏騰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V1/16
• 分類號: G01V1/16;G01V1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種適用于隧道tsp預報的組合套管、系統及方法，具有易于組裝，回收方便，測量簡單等優點。其中內套管和外套管螺紋連接后，實現了保護傳感器的功能，將圍巖、傳感器和套管緊密耦合，保證了信號的采集效率。同時螺紋連接可將本套管的部分構件回收，降低套管的消耗，提高經濟效益。角度測量儀通過內置的電子陀螺儀完成對套管方位角和傾角的測量。本發明使用具有一定塑性的樹脂材料和鋼材制成本發明中絕大部分構件，構件采用分部、分段組合的形式，依靠本發明可以有效的保證傳感器、套管和圍巖的耦合，保證傳感器對TSP探測信號的有效接收。同時也能將本套管的部分構件回收，降低套管的消耗，提高經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種適用于隧道tsp預報的組合套管、系統及操作方法。

技術背景

現代隧道施工中，為了保障隧道施工的安全，經常采用超前地質預報的方法去減小施工中工程風險。Tsp地震波發射法作為一種超前地質預報方法，由于其操作方便，探測結果準確高的優點而被廣泛使用，在隧道建設中保駕護航。

在隧道Tsp測量時，為了保證發射、接收信號的質量，需要布置24個炮孔和一個信號接收孔，其中在信號接收孔中，先放入一個保護傳感器的鋼套筒，再放入傳感器，接收地震波信號。一般的做法為，提前24小時打好接收孔，在孔內填入環氧樹脂，將套管放入，待套管與巖石成為一體后，量測套管的傾角和方位角后，將傳感器放入，傳感器緊貼套筒，開始tsp的現場測量。測量結束后，套管無法取出，而且套管的造價較高，無形中造成了資源的浪費。為了減少套管的消耗，在現場的實際操作中，經常出現不對圍巖和套管進行耦合、或者少量的耦合的現象，這樣不能保證傳感器對地震波反射信號的有效接收。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種適用于隧道tsp預報的組合套管及其操作方法。本發明使用具有一定塑性的樹脂材料和鋼材制成本發明中絕大部分構件，構件采用分部、分段組合的形式，依靠本發明可以有效的保證傳感器、套管和圍巖的耦合，保證傳感器對TSP探測信號的有效接收。同時也能將本套管的部分構件回收，降低套管的消耗，提高經濟效益。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種適用于隧道tsp預報的組合套管，包括內套管，外套管，角度測量儀；所述的內套管套裝在所述的外套管內，且通過螺紋連接，形成可拆卸的組合套管，角度測量儀通過方形接口與內套管的端部連接，所述的角度測量儀通過內置的電子陀螺儀完成對套管方位角和傾角的測量。

進一步的，所述的內套管為一個底部封底的圓柱形結構，其與角度測量儀配合的端部設有正方形的旋進口，在所述的正方形旋進口的內表面設有定向槽，方便傳感器的進入和耦合。

進一步的，所述的定向槽沿著內套管的軸向方向設置，且定向槽的橫截面為半圓形。

進一步的，所述的封底內面為高塑性材料，可自由變形，保證傳感器與套管的接觸。

進一步的，所述的內套管頂部設置空心的旋進口，方便內套管的旋入。

進一步的，所述的外套管為含有內螺紋的圓柱形中空結構，其中其插入隧道接收孔的端部為錐形頭，方便外套筒插入隧道邊墻接收孔。

進一步的，所述的角度測量儀上還包括一個顯示器，所述的顯示器與電子陀螺儀相連，用于顯示電子陀螺儀采集的數據。

進一步的，所述的角度測量儀設有一個方形接口，所述的方形接口的外表面設有與所述的內套管的定向槽配合的定向柱，實現兩個裝置之間的定向和定位。

進一步的，所述的外套管以一定塑性的樹脂材料制成，內套管為鋼材，且內套管比外套管直徑略大，通過螺紋連接時可保證二者緊密接觸。

一種tsp超前地質預報系統，包括TSP主機，接收傳感器與所述的組合套管連接。