[实用新型]一种适用于隧道围岩塑性区的可回收微震传感器安装装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于隧道围岩塑性区的可回收微震传感器安装装置，该装置包括套杆、注水管、流量表、水压表、隔水橡皮圈和密封圈等部件。使用时，首先采用芬诺公式或卡斯特奈公式确定隧道施工围岩塑性区的位置；随后将微震传感器用密封圈包裹并固定在套杆上，通过套杆将微震传感器伸入隧道围岩塑性区范围内；接着在套杆和围岩之间通过注水管注水耦合，注水量由流量表和水压表控制；微震传感器接收到通过水体传播的微震信号；回收时，拉动套杆回收微震传感器。本实用新型较好地解决了微震传感器难以固定、保护及回收的问题，同时可对任意位置附近的微震信号进行高精度的接收与采集。

技术领域

本实用新型属于微震监测领域，具体涉及一种适用于隧道围岩塑性区的可回收式微震传感器安装装置。

背景技术

微震监测技术在隧道与地下工程监测预警上起到了关键性的作用。

隧道开挖后，在初始地应力作用下，围岩应力产生重分布，在洞壁附近出现应力集中，当其应力超过岩体强度时，围岩进入塑性状态，随着应力不断向围岩深部转移，塑性区内的应力逐渐松弛。因此，围岩可分为弹性区和塑性区，其中塑性区内圈应力低于初始应力的区域称为松动区，外圈应力高于初始应力的区域称为承载区。

微震监测技术是一种三维“体”监测方法，能够通过对岩体实时监测，并结合微震区域特点，分析、推理出岩体的力学状态、损伤区域以及可能失去稳定性的地方，从而揭示岩体内部微破裂从开始产生到破坏的整个过程。

微震传感器的永久性安装是将传感器埋入到监测区域，不能对传感器进行回收利用，监测成本很高；可回收式安装是指将微震传感器安装到指定区域并可随时进行回收利用。目前，可回收式微震传感器普遍存在的问题是装置结构复杂、安装繁琐且与围岩的耦合不佳，在回收过程中经常由于引线拉断导致传感器无法回收。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种适用于隧道围岩塑性区的可回收式微震传感器安装装置，以克服当前微震传感器安装与回收操作不便、信号采集效果不佳的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种适用于隧道围岩塑性区的可回收式微震传感器安装装置，包括套杆、注水泵、微震检波器和隔水橡皮圈；

所述隔水橡皮圈与隧道围岩塑性区的围岩钻孔构成密闭腔室，且隔水橡皮圈上预设有弹性的套杆孔；所述注水泵的注水管通过隔水橡皮圈连通到密闭腔室内部，用于向密闭腔室内注水；所述微震检波器固定安装于套杆的一端，微震检波器的检波器引线通过套杆内部延伸到套杆的另一端，安装有微震检波器的套杆一端设置有用于隔水的橡皮圈；

使用时，将套杆固定连接有微震检波器的一端通过套杆孔插入密闭腔室内，然后利用注水泵向密闭腔室内注水，使套杆和密闭腔室内的围岩之间通过水体进行耦合，微震检波器接收到水体传播的微震信号后由检波器引线导出；使用完毕后，拉动套杆回收微震检波器。

进一步地，隔水橡皮圈上设置有套杆通道，套杆的外径与套杆通道的内径相契合，套杆沿套杆通道滑动，且套杆外侧或套杆通道内侧涂覆有润滑油。

进一步地，所述套杆通道的内侧与套杆的外侧设置有相匹配的螺纹，通过旋转套杆以调节套杆伸入密闭腔室内的长度。

进一步地，所述微震检波器外侧包裹有密封圈，以保持微震传感器与水体隔绝。

进一步地，所述注水泵设置有流量表和水压表，用于控制注入密闭腔室内的水量。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的套杆可以方便地调节传感器伸入钻孔中的长度，以完成传感器的回收；本实用新型中的微震传感器虽然没有直接与钻孔相接触，但微震信号在水中的衰弱很微小，信号采集的精度很高；本实用新型解决了微震传感器难以固定、保护和回收的问题，同时装置所用的材料价格低廉，节约了微震监测的成本，提高了经济效益。