[发明专利]一种适用于隧道tsp预报的组合套管、系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于隧道tsp预报的组合套管、系统及方法，具有易于组装，回收方便，测量简单等优点。其中内套管和外套管螺纹连接后，实现了保护传感器的功能，将围岩、传感器和套管紧密耦合，保证了信号的采集效率。同时螺纹连接可将本套管的部分构件回收，降低套管的消耗，提高经济效益。角度测量仪通过内置的电子陀螺仪完成对套管方位角和倾角的测量。本发明使用具有一定塑性的树脂材料和钢材制成本发明中绝大部分构件，构件采用分部、分段组合的形式，依靠本发明可以有效的保证传感器、套管和围岩的耦合，保证传感器对TSP探测信号的有效接收。同时也能将本套管的部分构件回收，降低套管的消耗，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及一种适用于隧道tsp预报的组合套管、系统及操作方法。

技术背景

现代隧道施工中，为了保障隧道施工的安全，经常采用超前地质预报的方法去减小施工中工程风险。Tsp地震波发射法作为一种超前地质预报方法，由于其操作方便，探测结果准确高的优点而被广泛使用，在隧道建设中保驾护航。

在隧道Tsp测量时，为了保证发射、接收信号的质量，需要布置24个炮孔和一个信号接收孔，其中在信号接收孔中，先放入一个保护传感器的钢套筒，再放入传感器，接收地震波信号。一般的做法为，提前24小时打好接收孔，在孔内填入环氧树脂，将套管放入，待套管与岩石成为一体后，量测套管的倾角和方位角后，将传感器放入，传感器紧贴套筒，开始tsp的现场测量。测量结束后，套管无法取出，而且套管的造价较高，无形中造成了资源的浪费。为了减少套管的消耗，在现场的实际操作中，经常出现不对围岩和套管进行耦合、或者少量的耦合的现象，这样不能保证传感器对地震波反射信号的有效接收。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适用于隧道tsp预报的组合套管及其操作方法。本发明使用具有一定塑性的树脂材料和钢材制成本发明中绝大部分构件，构件采用分部、分段组合的形式，依靠本发明可以有效的保证传感器、套管和围岩的耦合，保证传感器对TSP探测信号的有效接收。同时也能将本套管的部分构件回收，降低套管的消耗，提高经济效益。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种适用于隧道tsp预报的组合套管，包括内套管，外套管，角度测量仪；所述的内套管套装在所述的外套管内，且通过螺纹连接，形成可拆卸的组合套管，角度测量仪通过方形接口与内套管的端部连接，所述的角度测量仪通过内置的电子陀螺仪完成对套管方位角和倾角的测量。

进一步的，所述的内套管为一个底部封底的圆柱形结构，其与角度测量仪配合的端部设有正方形的旋进口，在所述的正方形旋进口的内表面设有定向槽，方便传感器的进入和耦合。

进一步的，所述的定向槽沿着内套管的轴向方向设置，且定向槽的横截面为半圆形。

进一步的，所述的封底内面为高塑性材料，可自由变形，保证传感器与套管的接触。

进一步的，所述的内套管顶部设置空心的旋进口，方便内套管的旋入。

进一步的，所述的外套管为含有内螺纹的圆柱形中空结构，其中其插入隧道接收孔的端部为锥形头，方便外套筒插入隧道边墙接收孔。

进一步的，所述的角度测量仪上还包括一个显示器，所述的显示器与电子陀螺仪相连，用于显示电子陀螺仪采集的数据。

进一步的，所述的角度测量仪设有一个方形接口，所述的方形接口的外表面设有与所述的内套管的定向槽配合的定向柱，实现两个装置之间的定向和定位。

进一步的，所述的外套管以一定塑性的树脂材料制成，内套管为钢材，且内套管比外套管直径略大，通过螺纹连接时可保证二者紧密接触。

一种tsp超前地质预报系统，包括TSP主机，接收传感器与所述的组合套管连接。