[發明專利]一種測定隧道圍巖巖溫的多點熱電偶安裝方法及裝置

在審

• 申請號: 201810166327.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108414107A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 姚韋靖;張瑞;龐建勇
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種測定隧道圍巖巖溫的多點熱電偶安裝方法及裝置，包括如下步驟：選定典型隧道斷面鉆孔至一定深度，取一根錨桿或錨索并在其上多點安裝若干熱電偶，熱電偶包括電偶自由端、補償導線和插頭三部分，電偶自由端和補償導線用鐵絲綁扎固定于錨桿或錨索上，而后將綁扎好的錨桿或錨索打入鉆孔中，同時引出補償導線伸出鉆孔外通過插頭和配套的測量記錄儀連接，測試沿著錨桿或錨索方向不同深度的巖層溫度，最后用錨固劑對鉆孔封孔。本發明實現了多點巖層溫度測試，不受點數、深度限制，一次性完成多點安裝，施工靈活、多變，且拆卸更換熱電偶方便，便于現場工人操作記錄，具有廣泛的實用性，不影響正常的安全生產、施工等。

技術領域

本發明涉及隧道巖溫測試技術，具體涉及一種測定隧道圍巖巖溫的多點熱電偶安裝方法及裝置。

背景技術

現代地下工程往往具有埋深大、地應力大、地溫高的顯著特征，此外，煤炭長期以來是我國的主要能源，而53％的資源埋深在千米以下，隨著煤炭開采逐步加深，礦井熱害在我國絕大部分深部礦井中已經相當突出，成為煤礦向深部延伸的重要瓶頸。

袁亮、劉泉聲等曾指出，當隧道開掘進入深部時，高地溫梯度作用下的巖石變形破裂機理亦發生改變，隨著深度的增加，地溫升高，隧道開挖后，由于通風造成距巷道表面一定深度的圍巖內部產生較大的地溫梯度，形成溫度應力，將對圍巖穩定造成不利影響，深度越大，不利影響越發加劇。冬季通風可造成近地表與擾動區以外的圍巖溫差達到幾十度(如東北地區最大溫差可達60℃，黃淮流域最大溫差可達40℃左右)。溫度梯度引起的附加應力、附加變形及圍巖離層對圍巖穩定有不可忽視的影響，在進行隧道支護設計時必須考慮由此引起的附加循環荷載。(參考自《煤炭學報》2011年第4期“煤礦深部巖巷圍巖控制理論與支護技術”一文)

為此，選取典型隧道斷面測試圍巖巖溫的分布規律，為工程支護設計提供基礎參數，為類似工程提供參考借鑒成為技術發展的必然。但現有技術領域中，卻很少有涉及隧道巖溫測試的技術描述，比如有中國發明專利(專利號：201610269772.4)，其公開了一種多段式溫度傳感器及其制備方法，實現了在混凝土、土層及巖層的分層測量。但是其卻未曾考慮由于隧道埋深大而產生巖層變形劇烈容易造成溫度傳感器的損壞，且溫度監測隨時間呈現季節性的連續變化，故圍巖溫度測試更是一個連續長期的過程，需要在較長時間內保證儀器完好或便于更換，且不妨礙正常的安全生產、施工。本發明正是針對該領域在現有技術中的不足，提供一種測定隧道圍巖巖溫的多點熱電偶安裝方法及裝置，該裝置結構簡易，便于現場施工，且拆卸安裝方便，可以保證長期的測試需要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種測定隧道圍巖巖溫的多點熱電偶安裝方法及裝置，該裝置結構簡易，便于現場施工，且安裝拆卸方便，可以保證長期的測試需要。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

測定隧道巖溫的多點熱電偶安裝方法，其步驟如下：

(A)選取隧道斷面，選定需要測試圍巖巖溫的典型隧道斷面，鉆孔打眼，鉆孔孔徑為8-22mm，長度為2.5-12m；

(B)安裝熱電偶，取一根錨桿或錨索，所述錨桿或錨索的直徑小于所述鉆孔孔徑，長度與所述鉆孔長度相同，所述熱電偶包括電偶自由端、補償導線和插頭三部分，多個所述熱電偶的補償導線具有多個長度，以便測試巖層在不同深度位置的溫度，同時對多個不同長度補償導線的所述熱電偶進行長度標注，所述熱電偶的補償導線和電偶自由端均用鐵絲綁扎固定于所述錨桿或錨索上；

(C)固定熱電偶，將綁扎好所述熱電偶的錨桿或錨索插入所述鉆孔中，同時將所述熱電偶的補償導線伸出所述鉆孔外，所述插頭和補償導線相連，用以和所述熱電偶配套的測量記錄儀連接；

(D)封孔，用錨固劑對所述鉆孔進行封孔，以便于圍巖溫度測試數據不受到隧道風流溫度的影響；