[实用新型]一种改进的TSP超前地质预报传感器安装套管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进的TSP超前地质预报传感器安装套管。

背景技术

随着国内外隧道工程数量越来越多，隧道的长度越修越长，埋深也越来越大。由于对掌子面前方地质情况了解不清，给隧道施工带来很大的盲目性，经常出现塌方、冒顶、突水、突泥等事故。及时针对掌子面前进行超前地质预报，以便提前采取有效措施，避免地质灾害的发生，已成为隧道信息化动态设计和确保隧道安全施工不可或缺的部分。隧道地震勘探法（TSP）是施工期非破坏性长期超前地质预报的主要方法之一，已经成为长大隧道信息化施工中应用最广泛的预报方法之一，该方法能够对掌子面前方150m范围内的不良地质进行预测预报。可有效指导施工，保证施工安全，规避大型地质灾害风险，减少施工期人员伤亡与经济损失。

TSP野外数据采集观测是通过小药量的爆破所产生的地震波信号计算出隧道轴向围岩的情况。在信号接收的过程中，先布置接收点孔位，然后在接收孔位上安装接收套管，待接收套管固结稳定后，再将检波器安置套管中。

目前在TSP施作的过程中，出于对观测精度的考虑，要求传感器安装套管使用是一次性的，但是TSP套管为厂家供材，价格昂贵。出于经济因素的考虑，许多测量单位对套管重复使用，这样带来了很多弊端，主要表现为：

1.为了便于套管取出再次利用，在安装套管的时候，使用双组分非收缩灰泥作为填充耦合剂的量会减少，耦合时间也会缩短，导致套管与围岩耦合不紧密，影响地震信号的接收质量；

2.使用取管器取出时可能会导致套管变形，再次利用无法保证套管与检波器紧密结合，会存在间隙，同样影响接收信号的精度，降低了信号的信噪比。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有的TSP超前地质预报传感器安装套管的不足，提供一种结构简单，较传统设备更经济、准确、精度高，可重复利用的TSP超前地质预报传感器安装套管，有利于TSP野外数据采集观测施作，最大限度的降低地震波信号接收误差，有效提高预报精确度和准确度。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种改进的TSP超前地质预报传感器安装套管，它包括不锈钢套管，所述的套管在伸进钻孔的部分，其表面安装有多个合金钻头，暴漏在空气中的部分，其表面安装按钮，所述的按钮控制合金钻头。

所述的套管壁包括与钻头、按钮相配合的外壁和内壁，在外壁和内壁之间设有联动钢板，所述的外壁、联动钢板和内壁之间相互隔离开。

所述的合金钻头安装在外壁上的活动卡槽内，在活动卡槽的底部两端安装有两个滚轴，在两个滚轴之间上安装有弹片，弹片的两端与滚轴相连，弹片的下面安装有高强度铁丝，铁丝的两端固定在滚轴上，铁丝中心点固定在联动钢板上，在联动钢板的底部安装有两个磁铁，在内壁上也安装有两个与联动钢板上的磁铁相对应的磁铁。

本实用新型的工作过程是：按下按钮之前，按钮部分弹簧处于松弛状态，联动钢板上侧磁铁与外壁侧磁铁相连，此时合金钻头处弹片也处于松弛状态，合金钻头处于准备状态。按下按钮之后，按钮部分弹簧受到卡槽压缩，联动钢板上侧磁铁与外壁侧磁铁分开，联动钢板下侧磁铁与内壁侧磁铁相连，同时，合金钻头处联动钢板下侧磁铁也与内壁侧磁铁相连，高强度铁丝下拉，使得弹片受到压缩，合金钻头会沿着活动卡槽上升，钻入围岩之中，形成锚固。当TSP观测结束之后，再次按下按钮，按钮部分卡槽松弛，弹簧恢复形变，联动钢片上侧磁铁再次与外壁侧磁铁相连，合金钻头处联动钢片下侧磁铁再次与内壁侧磁铁分开，弹片恢复形变，合金钻头恢复到准备状态。如此，可进行回收，进行下一次操作。

本实用新型的有益效果是：

1、可以重复利用套管，结构简单，便于现场施作，节约成本。

2、可以减少双组份收缩灰泥等耦合剂的使用，通过高强度合金钻头能够与围岩紧密锚固，提高了地震信号的接收质量和预报精度；同时也减少了耦合剂的硬化时间，节省了操作时间。

3、能够防止使用取管器取出套管导致的变形，确保套管与检波器紧密结合，不会存在间隙，提高接收信号的精度和信噪比。

附图说明

图1.改进TSP超前地质预报传感器安装套管安装示意图；

图2.按下按钮之前的改进TSP超前地质预报传感器安装套管内部示意图；

图3.按下按钮之后的改进TSP超前地质预报传感器安装套管内部示意图；

图4（a）改进TSP超前地质预报传感器安装套管按钮为未按下时的示意图；

图4（b）改进TSP超前地质预报传感器安装套管按钮为按下时的示意图；

图5（a）改进TSP超前地质预报传感器安装套管合金钻头未按下按钮部分示意图；