[實用新型]一種隧道頂部孔內(nèi)微震傳感器的安裝與回收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020110375.4
• 申請日: 2020-01-18
• 公開（公告）號: CN211786148U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 宋金龍;朱建才;金小榮;陳赟;莫立成;沈揚;張忠飛;隋欣;褚明陽;何森;胡根興;周群建
• 申請（專利權）人: 浙江大學建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/52
• 分類號: G01V1/52;G01V1/28
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本實用新型涉及一種隧道頂部孔內(nèi)微震傳感器的安裝與回收裝置，裝置包括：孔底固定槽，其外壁通過水泥砂漿固定于鉆孔內(nèi)；其內(nèi)槽包括第一安裝槽和第二安裝槽；第一安裝槽內(nèi)粘結有孔底電磁鐵；第二安裝槽內(nèi)安裝有鋼制圓錐臺；微震傳感器頂部與鋼制圓錐臺底部粘結，其底部與中部磁鐵頂部粘結；孔口固定套筒通過水泥砂漿固定鉆孔的孔口內(nèi)壁上；孔口固定套筒外部通過孔口電磁鐵承載體封堵，且與孔口電磁鐵承載體可拆卸連接；孔口電磁鐵承載體頂部粘結孔口電磁鐵，且孔口電磁鐵和中部磁鐵通電后磁力極性相反；電位器布置鉆孔外，電磁鐵各有一股導線與電位器的觸點一和觸點二串聯(lián)，通過滑動端改變電位器的阻值調(diào)節(jié)電磁鐵磁力大小。

技術領域

本實用新型涉及隧道開挖過程中巖爆、塌方、片幫等巖體失穩(wěn)風險的監(jiān)測，同時還可應用于地下礦山、地鐵、地下廠房等地下空間建設中的巖體穩(wěn)定性微震監(jiān)測技術領域，更具體的說是涉及一種隧道頂部孔內(nèi)微震傳感器的安裝與回收裝置。

背景技術

在隧道開挖過程中，巖體微裂隙會伴隨著爆破振動及地應力重分布產(chǎn)生及開展，并釋放出彈性波。對于高地應力脆性巖體，往往會產(chǎn)生巖爆等動力災害。微震監(jiān)測技術通過在巖體中布設傳感器，探測巖體破裂過程所釋放的彈性波，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時自動采集、自動分析與自動定位。對巖石工程動力型災害進行24小時不間斷監(jiān)測，獲取災害孕育全過程的信息、特征和規(guī)律。該技術為監(jiān)測范圍內(nèi)的巖體穩(wěn)定性評估、災害預警預報提供了依據(jù)，為工程管理和災害防治提供了技術保障。目前，微震監(jiān)測技術廣泛應用于隧道、礦山、水電等工程領域的穩(wěn)定性監(jiān)測和災害預警研究。

在微震監(jiān)測系統(tǒng)搭建過程中，首要考慮的問題是如何確保微震傳感器能有效接收巖體破裂信號。目前一般采用兩種方式：埋入式和外掛式。埋入式主要是將傳感器置于鉆孔內(nèi)，通過耦合劑粘結固定在鉆孔底部。這種方法雖然能夠保證傳感器與巖體耦合良好，但是安裝工序相對復雜，最為重要的問題是傳感器無法回收。因此，該方法一般應用于礦山固定采場、永久邊坡及水電站大壩等固定區(qū)域的監(jiān)測。對于線性隧道開挖過程中，微震事件往往集中于開挖掌子面區(qū)域。為了有效接收巖體破裂波形，傳感器往往布置在距掌子面60～100m的區(qū)域，并且隨著隧道掌子面的前進而移動。為了實現(xiàn)傳感器的快速安裝及便捷回收，行業(yè)內(nèi)一般采用外掛式安設傳感器，即將傳感器安裝在隧道錨桿的端部，或直接固定在圍巖表面。然而，這種方法一方面受施工擾動影響，傳感器往往受到破壞；另一方面，圍巖表面巖體往往位于松動圈內(nèi)，裂隙較為密集。現(xiàn)有研究表明，聲波在破碎巖體中傳播存在明顯的衰減現(xiàn)象。因此，為了保證連續(xù)有效的接收巖體破裂波形，人們越來越偏重于研究如何實現(xiàn)孔內(nèi)微震傳感器的安裝與回收。孔內(nèi)傳感器安裝一般采用機械式固定，即采用倒楔式或傘式輔助裝置充填傳感器與孔壁之間的孔隙。相比孔外安裝，這種安裝方式不僅可可將傳感器置于孔內(nèi)未擾動巖體內(nèi)，同時也可以實現(xiàn)傳感器的回收。然而，這種方式傳感器需要外力通過安裝桿傳導到孔內(nèi)裝置上，實現(xiàn)裝置的安裝回收，操作不便。為了解決上述問題，改進的裝置將微震置于錐形體內(nèi)，通過卡扣將錐形體固定在安裝裝置底部，并粘結于鉆孔底部。回收時，通過繩、齒輪的傳導，將孔外拉力傳導到孔內(nèi)卡扣上，使傳感器錐形體脫離安裝裝置。然而，這種方法的主要缺點在于安裝裝置過于復雜，若個別部件失效或損壞，傳感器將無法回收。同時，對于隧道頂部孔內(nèi)的微震傳感器的回收，卡扣打開后，傳感器會在重力作用下掉落，導致存在傳感器損壞或扎傷施工人員的風險。總體而言，對于隧道頂部孔內(nèi)的微震傳感器安裝與回收方法，存在以下幾點困難：

(1)傳感器安裝與回收裝置復雜，制作精度要求較高；

(2)傳感器回收過程中，傳感器與安裝裝置脫離困難；

(3)傳感器回收過程中，傳感器在孔內(nèi)不能平穩(wěn)下落或需額外支撐桿輔助下落；

(4)傳感器如若損壞，難以更換同一鉆孔的傳感器。

因此，如何提供一種傳感器回收容易且平穩(wěn)，且便于更換同一鉆孔傳感器的隧道頂部孔內(nèi)的微震傳感器安裝與回收裝置是本領域技術人員亟需解決的問題。

實用新型內(nèi)容