一种用于ＴＧＰ－２０６型隧道超前预报仪超前预报工作的新型黄油注入装置

2009-06-08赵常要姚念祖韩侃宋睿元

中国高新技术企业 2009年9期

赵常要　姚念祖　韩　侃　宋睿元

摘要：文章介绍了一种用于TGP-206型隧道超前预报仪超前预报工作的新型黄油注入装置，此装置能确保黄油足量地注入到指定位置，满足隧道超前预报工作的需要，与其它方法相比，具有更好的实用性。

关键词：TGP-206；隧道超前预报；黄油注入装置

中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）09-0033-02

随着我国大规模基础建设的开展，隧道工程已成为铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程。在这种形势下，隧道工程的重要性越来越显著：隧道工程的数量大幅度增加，隧道长度也显著增加，规模不断扩大。因此如何保证隧道工程的安全施工和顺利贯通，是目前必须面对的重要任务和技术难题。为确保隧道的施工安全和顺利贯通，隧道超前预报技术在隧道建设中正在逐步应用，由我国北京市水利水电技术研究所研制、基于TSP（Tunnel Seismic Prediction）技术的TGP-206型隧道超前预报仪已在我国隧道建设中得以广泛应用。在隧道超前预报工作中，如何采集到前方更多有效的隧道围岩信息是隧道超前预报工作预报准确性的前提性条件，即如何在数据采集过程中保证TGP-206型仪器的检波器与隧道岩体的耦合质量是隧道超前预报的关键性工作，它关系到所采集的地震波数据的质量和地震波成像的精度。在隧道超前预报工作的数据采集过程中，会出现隧道的超前预报工作因黄油量的不足或不到位引起TGP-206型仪器的检波器与隧道岩体耦合不良而导致超前预报工作的失效，严重时所采集信息的失真会造成预报结果对隧道施工的误导。因此，如何保证TGP-206型仪器的检波器与隧道岩体的耦合质量是隧道超前预报工作的重要环节。传统的黄油注入方式在这方面存在着不足：很难保证检波器与隧道岩体的耦合质量或要保证检波器与隧道岩体的耦合质量需要付出大量的工作，为此本文介绍一种新型黄油注入装置来解决这一难题。

一、TGP-206型隧道超前预报仪的工作原理

TGP-206型隧道超前预报仪的工作原理即TSP技术，是利用在隧道围岩内以排列方式激发的弹性波，在向三维空间传播的过程中，遇到岩体弹性阻抗界面，即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射回波通过预先埋置在隧道围岩内的检波装置接收下来。处理系统锁定掌子面前方一定角度范围，提取反射回波并对其旅行的时间、传播的衰减、以及相位的变化等进行分析，进而对隧道掌子面前方的岩体地质条件做出预报和判断，为施工措施和施工设计方案提供预报资料。

二、TGP-206型仪器的检波器与隧道围岩耦合过程的实现

接收探头与钻孔岩体密切接触是保证地震波采集质量的关键条件之一。TGP-206型隧道地质超前预报系统的接收探头（检波器）在孔内与岩体密切耦合的方式是采用黄油耦合。因此如何保证黄油的注入量和位置是确保耦合质量的前提条件。该新型装置能很好完成黄油注入的工作，其构造图如图2所示，主要有三部分组成：黄油腔、止油阀和止油杆、外套管。黄油腔用于放置黄油；止油阀和止油杆固定黄油在采集孔中的位置，防止黄油在外套管拉动时把黄油带出；外套管用于带动黄油腔，使黄油从黄油腔中分离出来，达到注入黄油的目的。黄油腔和外套管采用螺纹或焊接方式进行连接，黄油腔的内径与外套管的外径要一致。该装置注入黄油的流程如图3所示。第一步、将新型装置的黄油腔装满黄油，并插入到采集孔指定位置；第二步、保持止油杆不动，从采集孔中拉出外套管，黄油便从黄油腔中分离出来，并留在原来的位置，于是便达到了在指定部位注入足量黄油的目的，保证了检波器与隧道岩体的耦合质量，满足了TGP-206型仪器超前预报工作的需要。