一種巖體裂隙水綜合信息傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巖土工程領(lǐng)域，特別是一種巖體裂隙水綜合信息傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，公路鐵路隧道、煤礦巷道、地鐵、水電硐室等修建越來(lái)越廣泛，而上述工程多建設(shè)在巖體之中。巖體中的裂隙水廣泛分布，裂隙水的存在將會(huì)顯著降低巖體綜合強(qiáng)度指標(biāo)，甚至導(dǎo)致突水突泥等大型災(zāi)害;另外，裂隙水的存在會(huì)提高隧道、地鐵等運(yùn)營(yíng)期排水費(fèi)用。
[0003]巖體裂隙水的探測(cè)、監(jiān)測(cè)對(duì)巖體工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)均具有重要指導(dǎo)意義。如進(jìn)行隧道防水設(shè)計(jì)時(shí)，或采用注漿堵水對(duì)裂隙水進(jìn)行封堵時(shí)，都應(yīng)首先掌握裂隙水分布、壓力、運(yùn)移規(guī)律等信息。而目前對(duì)巖體裂隙水信息的獲取一般是通過(guò)已揭露的巖體進(jìn)行量測(cè)來(lái)進(jìn)行，對(duì)于未揭露巖體尚未見(jiàn)定量準(zhǔn)確的探測(cè)、監(jiān)測(cè)方法，尤其是無(wú)法準(zhǔn)確獲取不同深度位置處的裂隙水信息?？偟膩?lái)說(shuō)，目前尚沒(méi)有能夠準(zhǔn)確量測(cè)或監(jiān)測(cè)巖體裂隙水綜合信息的傳感器及方法能夠解決上述問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種巖體裂隙水綜合信息傳感器，能夠準(zhǔn)確定量獲取巖體裂隙水的分布、壓力、流速、溫度等相關(guān)信息。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種巖體裂隙水綜合信息傳感器，包括中心管、通氣管、隔段器和感應(yīng)元件，沿著中心管的軸線方向上間隔布置有若干隔段器，每個(gè)隔斷器均與為其內(nèi)部充氣的通氣管相連通，在每?jī)蓚€(gè)隔段器之間設(shè)置有多個(gè)固定在中心管上的感應(yīng)元件;每個(gè)感應(yīng)元件通過(guò)單獨(dú)的導(dǎo)線與信號(hào)接收器相連。
[0007]進(jìn)一步，所述的中心管為具有一定壁厚和剛度的管體，其截面形狀一般為圓形；中心管構(gòu)成整個(gè)傳感器的骨架，用于固定其他部件。
[0008]進(jìn)一步的，多個(gè)感應(yīng)元件包括壓力感應(yīng)元件、流速感應(yīng)元件、流向感應(yīng)元件、溫度感應(yīng)元件。所述的感應(yīng)元件固定在中心管的外壁上，并通過(guò)導(dǎo)線與信號(hào)接收器連接;感應(yīng)元件感應(yīng)到裂隙信息后，及時(shí)將信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳送到信號(hào)接收器;上述每個(gè)感應(yīng)元件的信號(hào)感應(yīng)及傳遞均是相互獨(dú)立的，以實(shí)現(xiàn)裂隙水信息的定位。
[0009]進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)線一端連接感應(yīng)元件，另一端穿過(guò)中心管內(nèi)部引出連接到信號(hào)接收器，所述的導(dǎo)線在穿入中心管位置為密封接觸。
[0010]進(jìn)一步的，所述的通氣管聯(lián)通每一個(gè)隔段器，可以通過(guò)通氣管向隔段器內(nèi)充入高壓氣體。
[0011]進(jìn)一步的，所述的隔段器由隔段囊和上下各個(gè)的隔段板組成;所述的隔段板為一具有一定厚度和剛度的圓板;所述的隔段囊為柔性囊狀體，一般為橡膠囊;通過(guò)通氣管向當(dāng)隔段器內(nèi)充入高壓氣體時(shí)，隔段囊膨脹，由于上下面均受到隔段板的約束，而向外鼓出，并最終與測(cè)孔的壁接觸并密貼，達(dá)到封隔的目的；當(dāng)隔段器內(nèi)氣壓降低時(shí)，隔段囊向內(nèi)收縮。
[0012]進(jìn)一步的，所述的隔段器的作用在于充氣后可將感應(yīng)元件分隔在一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立的感應(yīng)單元內(nèi)，以此保證每個(gè)感應(yīng)單元中的感應(yīng)元件，能且只能感應(yīng)到從與自身所在感應(yīng)單元聯(lián)通的裂隙傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的裂隙水，從而實(shí)現(xiàn)裂隙水信息的定位。隔段器的間隔越小，感應(yīng)單元數(shù)量越多，裂隙水的信息的探測(cè)、監(jiān)測(cè)精度和定位精度越高。
[0013]進(jìn)一步的，所述的通氣管與中心管豎直設(shè)置在測(cè)孔內(nèi)且相互平行。
[0014]本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是:
[0015]可以對(duì)尚未揭露的裂隙巖體中的裂隙水壓力、流速、流向、溫度等信息進(jìn)行探測(cè)或監(jiān)測(cè);更重要的是能夠給裂隙水信息進(jìn)行準(zhǔn)確定位，從能夠進(jìn)行裂隙水信息的全面分析。本實(shí)用新型能夠廣泛應(yīng)用于隧道、巷道、水電硐室、邊坡等裂隙巖體的裂隙水探測(cè)、監(jiān)測(cè)工程中，或用于與裂隙水相關(guān)的室內(nèi)試驗(yàn)中，為裂隙水信息的全面獲取提供了有力手段，為工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)提供重要的參考數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2為A-A剖面圖；
[0019]圖3為B-B剖面圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型使用方法示意圖。
[0021 ]圖中:1-中心管;2-隔段器;3-隔段囊;4-隔段板;5-通氣管;6_壓力感應(yīng)元件;7_流速感應(yīng)元件;8-流向感應(yīng)元件;9-溫度感應(yīng)元件;I O-導(dǎo)線；11-巖體；12-測(cè)孔;13-裂隙。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述:
[0023]如圖1、2、3所示，該傳感器主要由中心管1、隔段器2、感應(yīng)元件、通氣管5等構(gòu)成。中心管I上間隔布置有若干隔段器2，在每?jī)蓚€(gè)隔段器2之間的設(shè)置有感應(yīng)元件，感應(yīng)元件固定在中心管I上;感應(yīng)元件通過(guò)導(dǎo)線10與信號(hào)接收器相連。
[0024]中心管I為具有一定壁厚和剛度的管體，其截面形狀一般為圓形；中心管I構(gòu)成整個(gè)傳感器的骨架，用于固定其他部件；
[0025]感應(yīng)元件主要指壓力感應(yīng)元件6、流速感應(yīng)元件7、流向感應(yīng)元件8、溫度感應(yīng)元件9，或其他所需的感應(yīng)元件。所述的感應(yīng)元件固定在中心管I的外壁上，并通過(guò)導(dǎo)線10與信號(hào)接收器連接;感應(yīng)元件感應(yīng)到裂隙信息后，即時(shí)將信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線10傳送到信號(hào)接收器;上述每個(gè)感應(yīng)元件的信號(hào)感應(yīng)及傳遞均是相互獨(dú)立的，以實(shí)現(xiàn)裂隙水信息的定位。
[0026]導(dǎo)線9一端連接傳感3，經(jīng)中心管I內(nèi)部引出，另一端連接到信號(hào)接收器;所述的導(dǎo)線9在穿入中心管I位置為密封接觸。
[0027]通氣管5聯(lián)通每一個(gè)隔段器2，可以通過(guò)通氣管5向隔段器2內(nèi)充入高壓氣體。
[0028]隔段器2由隔段囊3和上下各I個(gè)的隔段板4組成;所述的隔段板4為一具有一定厚度和剛度的圓板;所述的隔段囊3為柔性囊狀體，一般為橡膠囊;通過(guò)通氣管5向當(dāng)隔段器2內(nèi)充入高壓氣體時(shí)，隔段囊3膨脹，由于上下面均受到隔段板4的約束，而向外鼓出，并最終與測(cè)孔12的壁接觸并密貼，達(dá)到封隔的目的；當(dāng)隔段器2內(nèi)氣壓降低時(shí)，隔段囊3向內(nèi)收縮。
[0029]隔段器2的作用在于充氣后可將感應(yīng)元件分隔在一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立的感應(yīng)單元內(nèi)，以此保證每個(gè)感應(yīng)單元中的感應(yīng)元件，能且只能感應(yīng)到從與自身所在感應(yīng)單元聯(lián)通的裂隙傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的裂隙水，從而實(shí)現(xiàn)裂隙水信息的定位。隔段器2的間隔越小，感應(yīng)單元數(shù)量越多，裂隙水的信息的測(cè)試精度和定位精度越高。
[0030]如圖4所示，本實(shí)用新型傳感器的具體使用步驟如下:
[0031]1、在裂隙巖體11中鉆出測(cè)孔12，并清理測(cè)孔中的雜質(zhì);所述的測(cè)孔12的直徑應(yīng)當(dāng)略大于隔段板4的外徑，以同時(shí)滿足傳感器的放入并滿足隔段需要；
[0032]2、檢測(cè)隔段器2的密閉性滿足要求后，將本實(shí)用新型傳感器放入測(cè)孔12;
[0033]3、將導(dǎo)線10連接到信號(hào)接收器；
[0034]4、通過(guò)通氣管5向隔段器2內(nèi)充入高壓氣體并保持，隔段器2內(nèi)的氣壓應(yīng)大于裂隙水壓；
[0035]5、待信號(hào)穩(wěn)定后，通過(guò)信號(hào)接收器采集裂隙水信息，從而對(duì)巖體中的裂隙水信息進(jìn)行定位和分析。
[0036]6、為獲取更全面的裂隙水信息，通過(guò)通氣管5釋放氣壓，調(diào)整傳感器的入孔深度，使隔段器2的位置與上一次交錯(cuò)，或調(diào)整傳感器的方位角，或在另一新的測(cè)孔中進(jìn)行，重復(fù)步驟4?5。
[0037]7、探測(cè)或監(jiān)測(cè)結(jié)束，通過(guò)通氣管5放氣，拔出傳感器。
[0038]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:包括中心管、通氣管、隔段器和感應(yīng)元件，沿著中心管的軸線方向上間隔布置有若干個(gè)隔段器，每個(gè)隔斷器均與為其內(nèi)部充氣的通氣管相連通，在每?jī)蓚€(gè)隔段器之間設(shè)置有多個(gè)固定在中心管上的感應(yīng)元件;每個(gè)感應(yīng)元件通過(guò)單獨(dú)的導(dǎo)線與信號(hào)接收器相連。2.如權(quán)利要求1所述的巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:所述的中心管為具有一定壁厚和剛度的管體。3.如權(quán)利要求1所述的巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:多個(gè)感應(yīng)元件包括壓力感應(yīng)元件、流速感應(yīng)元件、流向感應(yīng)元件和溫度感應(yīng)元件，這些感應(yīng)元件固定在中心管的外壁上，并通過(guò)導(dǎo)線與信號(hào)接收器連接;感應(yīng)元件感應(yīng)到裂隙信息后，及時(shí)將信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳送到信號(hào)接收器。4.如權(quán)利要求1所述的巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:所述的導(dǎo)線一端連接感應(yīng)元件，另一端穿過(guò)中心管內(nèi)部引出連接到信號(hào)接收器，所述的導(dǎo)線在穿入中心管位置為密封接觸。5.如權(quán)利要求1所述的巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:所述的隔段器由隔段囊和位于隔段囊上、下位置的兩個(gè)隔段板組成。6.如權(quán)利要求5所述的巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:所述的隔段囊為柔性囊狀體。7.如權(quán)利要求1所述的巖體裂隙水綜合信息傳感器，其特征在于:所述的通氣管與中心管豎直設(shè)置在測(cè)孔內(nèi)且相互平行。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種巖體裂隙水綜合信息傳感器，包括中心管、通氣管、隔段器、感應(yīng)元件和通氣管，沿著中心管的軸線方向其上間隔布置有若干隔段器，每個(gè)隔斷器均與為其內(nèi)部充氣的通氣管相連通，在每?jī)蓚€(gè)隔段器之間的設(shè)置有多個(gè)固定在中心管上的感應(yīng)元件；每個(gè)感應(yīng)元件通過(guò)單獨(dú)的導(dǎo)線與信號(hào)接收器相連。本實(shí)用新型可以對(duì)尚未揭露的裂隙巖體中的裂隙水壓力、流速、流向、溫度等信息進(jìn)行探測(cè)或監(jiān)測(cè)；更重要的是能夠給裂隙水信息進(jìn)行準(zhǔn)確定位，從能夠進(jìn)行裂隙水信息的全面分析。
【IPC分類】G01D21/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205317252
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620051244
【發(fā)明人】張玉華, 玄超, 李為騰, 楊寧, 梅玉春
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日