[發明專利]用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202210799337.8
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN114964082A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張新錦;燕波;趙捷;彭磊;寧波;劉競怡;王永維;夏雨;王文強
• 申請（專利權）人: 陜西鐵路工程職業技術學院
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

1.用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，包括兩個結構相同的測試探桿(3)，兩個所述測試探桿(3)一端分別連接測試探頭(1)，測試探頭(1)外側包裹有柔性水囊(2)，所述柔性水囊(2)連接有注水管(6)；

還包括測試采集分析儀(5)，測試采集分析儀(5)通過數據傳輸線(7)分別連接兩個測試探頭(1)。

2.根據權利要求1所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，所述測試探桿(3)為自動伸縮式桿件，測試探桿(3)在其垂直方向截面為圓形，測試探桿(3)沿其軸向越靠近測試探頭(1)截面直徑越小。

3.根據權利要求1所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，所述測試探桿(3)兩側以測試探桿(3)為對稱軸對稱設置有若干雙U型卡扣(31)，注水管(6)和數據傳輸線(7)分別卡設在測試探桿(3)兩側的雙U型卡扣(31)內。

4.根據權利要求1所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，所述測試探頭(1)分為發射探頭(11)和接收探頭(12)，發射探頭(11)和接收探頭(12)分別位于兩個測試探桿(3)端部。

5.根據權利要求1所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，所述柔性水囊(2)與測試探桿(3)的連接處設置有注水管接口(21)和探頭連接線接口(22)，注水管(6)和數據傳輸線(7)分別通過注水管接口(21)和探頭連接線接口(22)連接柔性水囊(2)和測試探頭(1)。

6.根據權利要求5所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，所述柔性水囊(2)外側均勻分布有若干壓力感應器(23)。

7.根據權利要求4或5所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，所述測試采集分析儀(5)包括發射接口(51)、接收接口(52)、探桿伸縮控制器(53)、水壓表(55)及采集記錄分析處理系統(54)，所述發射接口(51)和接收接口(52)分別通過數據傳輸線(7)連接發射探頭(11)和接收探頭(12)，探桿伸縮控制器(53)連接測試探桿(3)，水壓表(55)連接壓力感應器(23)。

8.根據權利要求1所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，兩個所述測試探桿(3)上的注水管(6)遠離測試探頭(1)的一端匯至一路連接有注水口(9)。

9.雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試方法，采用權利要求1～8所述的用于雙孔法測隧道圍巖松動圈厚度的測試裝置，其特征在于，具體按以下步驟實施：

步驟1，首先開挖隧道上臺階部分，確定隧道右側邊墻測試位置，在測試位置處依次鉆設2個聲波測試孔(8)，聲波測試孔(8)與隧道縱向平行，聲波測試孔(8)的深度大于預測松動圈厚度，聲波測試孔(8)鉆石完畢后，將巖渣吹出，并復核聲波測試孔(8)的測試參數；所述2個聲波測試孔(8)分別為發射測孔(81)和接收測孔(82)；

步驟2，確定發射測孔(81)和接收測孔(82)，組裝測試探頭(1)、柔性水囊(2)、測試探桿(3)、注水管(6)、數據傳輸線(7)、測試采集分析儀(5)，確保各個部位連接正常；

步驟3，將組裝好的測試裝置伸入待測孔前，將柔性水囊(2)外側涂滿耦合劑層(4)，分別深入發射測孔(81)和接收測孔(82)底部后，核對測試探頭(1)所處深度；

步驟4，通過注水口(9)向柔性水囊(2)中進行注水，觀察水壓表(55)數值，待柔性水囊(2)與圍巖充分接觸后停止注水；

步驟5，啟動測試采集分析儀(5)進行測試前調試，確保各部位正常工作，采集記錄分析處理系統(54)記錄發射測孔(81)和接收測孔(82)底部圍巖間波速，并自動進行保存；

步驟6，控制探桿伸縮控制器(53)，將發射探頭(11)與接收探頭(12)同步提升相同距離并保持穩定，采集記錄分析處理系統(54)記錄提升后深度下圍巖間波速，并自動進行保存；

步驟7，繼續控制探桿伸縮控制器(53)將發射探頭(11)與接收探頭(12)同步提升至下一測試深度，測試記錄圍巖波速，以此步驟重復進行，直至測得孔口處的圍巖波速為止；

步驟8，采集記錄分析處理系統(54)進行出圖整理，得出該測孔下圍巖波速隨測孔深度變化曲線，根據曲線進行分析判斷，得出該測試段內隧道圍巖松動圈的厚度；

步驟9，測試完成后，關閉測試采集分析儀(5)，整理相關測試儀器，進行一下階段的隧道圍巖松動圈厚度的測試。