專利名稱：一種用于聲波法在仰孔中進(jìn)行圍巖破壞范圍探測(cè)時(shí)的孔內(nèi)堵水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道(巷道)掘進(jìn)施工時(shí)在仰孔中進(jìn)行圍巖破壞范圍探測(cè)時(shí)的耦合水堵漏技術(shù)。
背景技術(shù)：
錨桿支護(hù)是在隧道(巷道)掘進(jìn)施工時(shí)普遍采用的圍巖加固措施，在選擇錨桿長(zhǎng)度參數(shù)時(shí)，圍巖在爆破掘進(jìn)影響下的破壞范圍是一個(gè)重要參考指標(biāo)；即錨桿是否有效錨固在穩(wěn)定巖層中，是錨桿能否充分發(fā)揮支護(hù)加固圍巖作用的關(guān)鍵。采用聲波法在鉆孔內(nèi)進(jìn)行巖層破壞范圍探測(cè)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單方便、行之有效的工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。該技術(shù)在俯孔中應(yīng)用時(shí)很順利，但是在仰孔中應(yīng)用時(shí)涉及到耦合水的堵漏問題，耦合水一方面在重力作用下順孔向外流出，另一方面沿著破壞圍巖的縫隙以鉆孔為中心向圍巖內(nèi)擴(kuò)散，這樣導(dǎo)致孔內(nèi)耦合水無(wú)法充分填充在鉆孔與探頭之間的空隙，達(dá)不到測(cè)試要求?，F(xiàn)有堵漏技術(shù)主要是在孔口設(shè)置堵水裝置，以阻止耦合水順孔流出；但是其對(duì)孔內(nèi)耦合水沿縫隙向圍巖內(nèi)的擴(kuò)散起不到控制作用。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有堵水裝置不能有效控制仰孔中耦合水沿縫隙擴(kuò)散的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種能夠有效控制仰孔中耦合水流失、擴(kuò)散的堵水裝置，以保證仰孔中耦合水量滿足測(cè)試要求。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于孔內(nèi)堵水的裝置，在有效阻止耦合水順鉆孔向外流出的同時(shí)，將耦合水沿縫隙向圍巖內(nèi)的擴(kuò)散范圍限定在特定長(zhǎng)度鉆孔內(nèi)，由于耦合水?dāng)U散范圍不再是鉆孔全長(zhǎng)，而是在略大于探頭長(zhǎng)度的有限范圍內(nèi)，這樣可以保證耦合水能夠有效填充測(cè)試范圍內(nèi)的鉆孔空間，滿足測(cè)試要求。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:利用橡膠氣囊充氣膨脹特性封堵空心鋼管與孔壁間空隙，阻止耦合水順鉆孔向外流出，并將堵水裝置設(shè)置在緊靠探頭下方位置，使其與探頭一起進(jìn)入鉆孔內(nèi)，這樣可以將耦合水在孔內(nèi)沿圍巖縫隙擴(kuò)散的范圍限定在特定長(zhǎng)度內(nèi)。為解決堵水裝置向孔內(nèi)伸入(或向孔外拔出)時(shí)橡膠氣囊由于孔壁凹凸摩擦而發(fā)生破損事故，在橡膠氣囊外加設(shè)一層具有強(qiáng)力彈性的保護(hù)膠筒；為解決堵水裝置向孔內(nèi)伸入(或向孔外拔出)時(shí)保護(hù)膠筒和橡膠氣囊由于孔壁摩擦而向反方向擠壓堆疊現(xiàn)象，在橡膠氣囊兩端的空心鋼管上固定設(shè)置環(huán)狀金屬箍，在保證氣囊進(jìn)氣管通暢的前提下將保護(hù)膠筒用膠帶綁扎在緊靠環(huán)狀金屬箍外側(cè)的鋼管上。本發(fā)明的有益效果在于:在阻止耦合水順孔流出的同時(shí)能夠顯著降低沿圍巖縫隙向圍巖內(nèi)的擴(kuò)散水量，進(jìn)而降低供水量，加快工作速率，提高測(cè)試效率。


附圖1為仰孔中孔內(nèi)堵水探測(cè)示意圖 附圖2為孔內(nèi)堵水裝置細(xì)部結(jié)構(gòu)圖
圖中1:空心鋼管；2:上向鉆孔(仰孔)；3:聲波發(fā)射探頭；4:聲波接收探頭I ;5:聲波接收探頭2 ；6:封口膠帶；7:進(jìn)(排)氣管；8:氣囊位置限定箍；9:氣囊保護(hù)膠筒；10:橡膠
氣囊
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。按照設(shè)計(jì)要求在隧道(巷道)圍巖上打設(shè)鉆孔(2)。且鉆孔直徑以大于聲發(fā)射探頭
(3)外徑15mm為宜，并保證孔壁光滑無(wú)浮石，鉆孔直度滿足要求。將預(yù)先準(zhǔn)備好的橡膠氣囊(10)纏繞在接收探頭2 (5)下方兩個(gè)固定環(huán)狀金屬箍
(8)的中間鋼管上，然后將氣囊保護(hù)膠筒(9)套在纏繞好的橡膠氣囊外，并經(jīng)進(jìn)氣管(7)向氣囊內(nèi)壓入少量空氣，以檢測(cè)氣囊的通氣膨脹情況是否滿足要求；滿足通氣膨脹要求后，用膠帶(6)將氣囊保護(hù)膠筒兩側(cè)緊靠環(huán)狀金屬箍外側(cè)纏繞綁扎在鋼管上，此時(shí)應(yīng)保證氣囊進(jìn)(排)氣管的通氣性，綁扎后可通過再次向進(jìn)氣管壓入少量氣體的方式進(jìn)行氣管通氣性檢測(cè)。此時(shí)堵水裝置安設(shè)完畢。 根據(jù)鉆孔探測(cè)深度，在堵水裝置下方續(xù)接若干段空心鋼管(O,并根據(jù)測(cè)試要求連接水管，建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。將探頭與堵水裝置伸入鉆孔前，首先應(yīng)檢查鉆孔質(zhì)量是否滿足工作要求，然后將連接好的探頭與堵水裝置由鋼管緩慢伸入鉆孔內(nèi)，到達(dá)預(yù)定位置后，打開水閥向鉆孔內(nèi)注水，觀察到水自由流出鉆孔后，經(jīng)進(jìn)氣管向氣囊內(nèi)壓入空氣，直至自由流出鉆孔的水量明顯減小為止，然后開啟數(shù)據(jù)采集工作按鈕，待檢測(cè)波形穩(wěn)定后保存數(shù)據(jù)，之后關(guān)閉注水閥門停止向鉆孔內(nèi)注水，并打開進(jìn)氣管閥門將氣囊內(nèi)氣體放出，待氣囊內(nèi)無(wú)壓力時(shí)，將探頭拔出預(yù)設(shè)長(zhǎng)度，進(jìn)行下一測(cè)點(diǎn)的圍巖破壞情況檢測(cè)工作。壓氣時(shí)必須按照先注水、后充氣的順序進(jìn)行，排氣時(shí)必須按照先停水、后排氣的順序進(jìn)行。氣體完全排出前，不得向外拔鋼管和探頭。
權(quán)利要求
1.一種用于在仰孔中進(jìn)行圍巖破壞范圍探測(cè)的孔內(nèi)堵水裝置；其特征在于:孔內(nèi)堵水裝置由橡膠氣囊、氣囊保護(hù)套筒、環(huán)狀金屬箍三部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔內(nèi)堵水裝置，其特征在于:橡膠氣囊纏繞在兩個(gè)環(huán)狀金屬箍之間的鋼管上，氣囊保護(hù)套筒套在橡膠氣囊外面，用膠帶將氣囊保護(hù)套筒兩端纏繞綁扎在緊靠環(huán)狀金屬箍外側(cè)的鋼管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠氣囊，其特征在于:橡膠氣囊具有良好的充氣膨脹性和韌度，并有一根進(jìn)(排)氣管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊保護(hù)套筒，其特征在于:氣囊保護(hù)套筒的彈性強(qiáng)于橡膠氣囊，并允許發(fā)生有限度的膨脹變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀金屬箍，其特征在于:環(huán)狀金屬箍直徑略小于聲發(fā)射探頭外徑，并固定在鋼管上，兩個(gè)環(huán)狀金屬箍之間的距離稍大于橡膠氣囊寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于聲波法在仰孔中進(jìn)行圍巖破壞范圍探測(cè)時(shí)的孔內(nèi)堵水裝置；它在阻止耦合水順鉆孔向外流出的同時(shí)，將耦合水沿縫隙擴(kuò)散范圍限定在特定長(zhǎng)度鉆孔內(nèi)，有效控制了鉆孔內(nèi)耦合水的擴(kuò)散速率。其特征在于孔內(nèi)堵水裝置由橡膠氣囊(10)、氣囊保護(hù)套筒(9)和環(huán)狀金屬箍(8)組成，并用膠帶(6)將氣囊保護(hù)套筒綁扎在緊靠環(huán)狀金屬箍外側(cè)的鋼管上。其主要特點(diǎn)在于具有良好膨脹性和韌性的橡膠氣囊能夠充分填充鋼管與孔壁之間的空隙；氣囊保護(hù)套筒能夠有效保護(hù)橡膠氣囊免于因摩擦而損壞，并在排氣后保證其有效恢復(fù)原狀；環(huán)狀金屬箍和其外側(cè)膠帶能夠有效固定氣囊保護(hù)套筒和橡膠氣囊位置，防止因伸入或拔出鋼管導(dǎo)致其擠壓堆疊在一起。
文檔編號(hào)E21D11/38GK103161479SQ20131008402
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月16日
發(fā)明者曹平, 蒲成志, 張春陽(yáng), 鐘涌芳 申請(qǐng)人:蒲成志