[發(fā)明專(zhuān)利]一種地震波和復(fù)電導(dǎo)率復(fù)合隧道預(yù)報(bào)檢波器裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910074006.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109738942B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛翊國(guó);張開(kāi);邱道宏;趙瑩;柏成浩;蘇茂鑫;孔凡猛;李廣坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/18
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/18;G01V3/12;G01V11/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種地震波和復(fù)電導(dǎo)率復(fù)合隧道預(yù)報(bào)檢波器裝置及方法，包括拉拔膜、套管和傳感器桿；所述拉拔膜包裹在所述的套管的外壁上；所述套管為空心薄壁圓筒，空心薄壁圓筒的一端設(shè)有錨固電極，所述的錨固電極的前端為圓錐狀實(shí)體結(jié)構(gòu)，尾端為一小節(jié)空心薄壁圓筒；所述的傳感器桿伸入到錨固電極的后端固定于所述的套管內(nèi)；傳感器桿的頭部設(shè)有地震波傳感器；所述的錨固電極、地震波傳感器均與外界信號(hào)接收設(shè)備相連。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道工程中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方向，特別是涉及一種地震波和復(fù)電導(dǎo)率復(fù)合隧道預(yù)報(bào)檢波器裝置及方法。

背景技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)有施工規(guī)范要求，隧道開(kāi)挖前必須采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法進(jìn)行探測(cè)，分析確定隧道工作面前方的水文地質(zhì)情況。現(xiàn)有的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的物探方法包括電磁波法、地震波法和電法等。其中電磁波法和電法探測(cè)對(duì)于工作面前方圍巖含水情況極為敏感，能夠有效感知前方水文信息，但對(duì)圍巖破碎情況沒(méi)有過(guò)多了解。而地震波法前方圍巖破碎情況的信息極為敏感，能夠有效描繪前方地質(zhì)信息，但對(duì)圍巖含水情況了解不多。

在隧道探測(cè)中，同時(shí)獲取隧道工作面前方的破碎情況和含水信息對(duì)于施工安全有極大的幫助，能夠更精準(zhǔn)分析隧道開(kāi)挖的圍巖情況。然而現(xiàn)有的設(shè)備在進(jìn)行物探探測(cè)時(shí)，往往分別進(jìn)行地震波法的探測(cè)和電磁波法的探測(cè)，準(zhǔn)備工作繁瑣、耗時(shí)，而且由于采集點(diǎn)方位選擇的不同往往使兩者的信息匹配度不甚滿(mǎn)意。

現(xiàn)有的地震波法如TSP、電磁波法如復(fù)電導(dǎo)率法等都能夠需要進(jìn)行檢波器孔的鉆孔及檢波器的安裝，安裝時(shí)往往采用錨固劑或其他錨固材料使其與周?chē)鷰r體接觸密實(shí)以形成一個(gè)整體。

然而如TSP套管為2.0米無(wú)縫鋼管，造價(jià)昂貴，進(jìn)口套管價(jià)格在三千元以上。每次錨固后為了成本均需拉拔出循環(huán)使用。但錨固強(qiáng)度大，極難操作。特別是在利用一些拉拔器或鋼鉗等拉拔過(guò)程中，極易造成套管口部產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)或壓痕形變，導(dǎo)致高精度套管損壞無(wú)法使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)存在部分關(guān)于方便在測(cè)試后進(jìn)行拉拔TSP套管的相關(guān)研究。例如：申請(qǐng)?zhí)枮?011201177509的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)提供了一種適用于隧道彈性波反射法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)套管的拉拔器，涉及一種地質(zhì)力學(xué)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)安裝套管的回收裝置。主要包括工作對(duì)象——TSP接收器套管；設(shè)置有防滑橡膠皮、夾具、緊固螺栓、連接鏈條、套筒和杠桿；防滑橡膠皮包裹在TSP接收器套管上，夾具包裹在防滑橡膠皮上，緊固螺栓插入夾具上端的兩個(gè)鎖緊孔和連接鏈條的下端孔，連接鏈條的上端孔和套筒連接，杠桿插入套筒中。該方案能夠適用于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)TSP接收器套管的拉拔。但是，該方案在應(yīng)用時(shí)TSP套管的受力處位于管體外漏于圍巖外側(cè)的部分，而管體位于圍巖內(nèi)部的部分依然是直接通過(guò)錨固劑與巖體錨固為一體，所以仍然存在拉拔困難的弊端。

因此，如何設(shè)計(jì)一種檢波器降低拉拔難度降低成本、加大錨固力提高信噪比，重要的是實(shí)現(xiàn)隧道中同時(shí)進(jìn)行地震波法和復(fù)電導(dǎo)率法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的信號(hào)采集大幅度提高工作效率減輕其他不必要的工作負(fù)擔(dān)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有檢波器難以拉拔、錨固力不足、不能同時(shí)接收地震波信息和復(fù)電導(dǎo)率信息等方面的不足，本發(fā)明提供了一種地震波和復(fù)電導(dǎo)率復(fù)合隧道預(yù)報(bào)檢波器裝置及方法。

本發(fā)明的第一發(fā)明目的是提供一種地震波和復(fù)電導(dǎo)率復(fù)合隧道預(yù)報(bào)檢波器裝置，該裝置通過(guò)對(duì)現(xiàn)有檢波器進(jìn)行結(jié)構(gòu)和構(gòu)成上的改進(jìn)，使其能夠采用一套檢波器設(shè)備進(jìn)行兩種信息的采集，并在保證采集質(zhì)量的同時(shí)方便檢波器使用結(jié)束后的輕松回收。

本發(fā)明的第二發(fā)明目的是提供一種利用地震波和復(fù)電導(dǎo)率復(fù)合隧道預(yù)報(bào)檢波器進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采集的方法，使采用該方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)時(shí)，不需要耗費(fèi)時(shí)間進(jìn)行設(shè)備的更換，大大提高了工作的效率，降低工作耗時(shí)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下方案：