一种基岩裂隙水水压测量装置及方法与流程

本发明关于裂隙水水压测量，具体涉及一种基岩裂隙水水压测量装置及方法。

背景技术：

1、在隧道挖掘过程中，需要定期在基岩上钻出测试孔，测试孔用于提前观测基岩内部的情况，规避工程事故的风险，当测试孔打入存有裂隙水的基岩裂隙时，工作人员需要对测试孔进行封堵的同时，测量裂隙水的水压，并对裂隙水进行取样，研究裂隙水的分布和物理特性，进而改进后续挖掘策略，现有对基岩裂隙内裂隙水的水压进行测量时，仅将压力计插入测试孔或基岩裂隙内，该种方式测量范围有限，仅能测量基岩裂隙内单个测量点处裂隙水水压的实际情况，后续数据大部分需要取样裂隙水后通过化验获得，导致该种方式获得信息量有限，难以辅助工作人员及时对基岩裂隙内裂隙水的状态、密度等信息进行测量，若基岩裂隙内为高密度的承压水，不及时处理可能会导致裂隙水渗透测试孔后向发生井喷，导致发生工程事故。

技术实现思路

1、为了克服现有压力计仅能测量单点位置的裂隙水水压，导致获取信息量有限的缺点，本发明提供了一种基岩裂隙水水压测量装置及方法。

2、技术方案如下：一种基岩裂隙水水压测量装置，包括有固定管，所述固定管固接有膨胀气囊和控制终端，所述固定管远离控制终端的一侧滑动连接有对称分布的滑动架，对称分布的所述滑动架共同固接有压水壳，所述固定管靠近所述压水壳的一侧固接有固定架，所述固定架与所述压水壳之间固接有第一弹性件，所述固定管靠近所述压水壳的一侧通过支架转动连接有转动轴，所述转动轴螺纹连接有转动套，所述转动套与所述转动轴共同安装有伸缩架，所述伸缩架的上侧固接有固定板，所述固定板安装有水压传感器，所述水压传感器与控制终端电连接，控制终端内安装有电子水准仪，所述固定管内设置有用于对所述转动轴进行调平的调平机构，所述固定管内设置有用于驱动所述转动套转动的驱动机构。

3、进一步的，所述压水壳外表面的直径大于所述固定管外表面的直径，所述膨胀气囊外表面的直径与所述固定管外表面的直径相同。

4、进一步的，所述固定管的中部设置有通水管道，所述固定管的所述通水管道内固接有封堵阀。

5、进一步的，所述调平机构包括有重物块，所述重物块固接于所述转动轴的下侧，所述滑动架设置有对称分布的倾斜部，所述滑动架通过其上所述倾斜部与所述转动轴限位配合，所述固定管内滑动连接有拉动架，所述滑动架与所述拉动架固接。

6、进一步的，所述驱动机构包括有转动筒，所述转动筒转动连接于所述固定管内靠近控制终端的一侧，所述转动筒螺纹连接有连接杆，所述连接杆与所述固定管滑动连接，所述连接杆与所述转动套通过齿轮齿条啮合传动。

7、进一步的，所述固定板的上侧固接有连接架，所述连接架的上侧固接有压力检测件，所述压力检测件与控制终端电连接，所述压力检测件的直径大于所述水压传感器的直径。

8、进一步的，还包括有用于对所述固定管提供辅助固定的辅助固定机构，所述辅助固定机构设置于所述固定管靠近所述压水壳的一侧，所述辅助固定机构包括有周向均匀分布的第一挤压块，所述第一挤压块转动连接于所述固定管靠近所述压水壳的一侧，所述第一挤压块转动连接有第二挤压块，所述固定管滑动连接有周向均匀分布的滑动杆，所述滑动杆与相邻所述第二挤压块转动连接，周向均匀分布的所述滑动杆共同固接有滑动环，所述滑动环滑动连接于所述固定管内，所述固定管与所述滑动环之间固接有第二弹性件，所述滑动环远离周向均匀分布的所述滑动杆的一侧固接有拉动杆，所述拉动杆穿透所述固定管。

9、进一步的，所述第一挤压块靠近相邻所述第二挤压块的一侧固接有固定爪。

10、进一步的，所述滑动杆滑动极限距离的长度大于相邻所述第二挤压块的长度，所述第一挤压块的长度大于相邻所述第二挤压块的长度，所述第一挤压块与所述压水壳限位配合。

11、一种基岩裂隙水水压测量的测量方法，基于所述一种基岩裂隙水水压测量装置，具体测量方法如下：

12、s1：拉动拉动杆，拉动杆通过滑动环等零部件带动周向均匀分布的第一挤压块和周向均匀分布的第二挤压块紧贴于固定管的外侧；

13、s2：将固定管插入测试孔内，压水壳在水压作用下带动相邻零部件移动，第一弹性件压缩蓄力，滑动架上倾斜部解除对转动轴的限位，转动轴带动伸缩架等零部件转动至竖直状态；

14、s3：当压水壳进入基岩裂隙后，压水壳在第一弹性件的作用下带动相邻零部件复位，滑动架通过相邻倾斜部对转动轴进行限位，继续将固定管向基岩裂隙内插入一定距离，使第二挤压块等相邻零部件移动至基岩裂隙内；

15、s4：第二挤压块等零部件在滑动环等零部件的带动下复位，第一挤压块和相邻第二挤压块张开，并通过固定爪与孔壁接触，对固定管进行支撑；

16、s5：向膨胀气囊内充气对测试孔进行密封，同时通过控制终端读取水压传感器的数据；

17、s6：通过转动转动筒带动相邻零部件传动转动套转动，转动套带动伸缩架等零部件进行伸缩，方便对基岩裂隙内不同高度的水压进行测量，进而测算基岩裂隙内裂隙水类型、密度和压力等数据；

18、s7：在未排出基岩裂隙内裂隙水时将固定管及相邻零部件放置在测试孔内，对测试孔进行封堵，排尽基岩裂隙内裂隙水时，通过拉动拉动杆带动相邻的第一挤压块和相邻的第二挤压块紧贴于固定管的外侧，随后将固定管从测试孔内取出。

19、本发明具有如下进步的点：本发明通过伸缩架带动水压传感器等零部件上下移动，进而改变水压传感器在基岩裂隙内所处的位置，对基岩裂隙内不同深度的裂隙水水压进行测量，获得更多裂隙水数据，辅助工作人员及时作出判断。

20、本发明通过重物块调整转动轴的位置，保证伸缩架带动水压传感器等零部件在竖直状态下进行移动，进而保证工作人员测算基岩裂隙内裂隙水数据的精准性。

21、本发明通过第一挤压块和相邻第二挤压块的配合，对固定管进行辅助固定，在基岩裂隙内阻碍固定管被裂隙水向外喷出，且该配合可以更好的应对基岩裂隙内裂隙水水压突然增加的情况，在水压增加时依然能有效防止固定管被裂隙水喷出。

技术特征：

1.一种基岩裂隙水水压测量装置，包括有固定管(1)，所述固定管(1)固接有膨胀气囊(101)和控制终端，其特征在于，还包括有对称分布的滑动架(2)，所述滑动架(2)滑动连接于所述固定管(1)远离控制终端的一侧，对称分布的所述滑动架(2)共同固接有压水壳(3)，所述固定管(1)靠近所述压水壳(3)的一侧固接有固定架(4)，所述固定架(4)与所述压水壳(3)之间固接有第一弹性件(5)，所述固定管(1)靠近所述压水壳(3)的一侧通过支架转动连接有转动轴(6)，所述转动轴(6)螺纹连接有转动套(7)，所述转动套(7)与所述转动轴(6)共同安装有伸缩架(8)，所述伸缩架(8)的上侧固接有固定板(9)，所述固定板(9)安装有水压传感器(10)，所述水压传感器(10)与控制终端电连接，控制终端内安装有电子水准仪，所述固定管(1)内设置有用于对所述转动轴(6)进行调平的调平机构，所述固定管(1)内设置有用于驱动所述转动套(7)转动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述压水壳(3)外表面的直径大于所述固定管(1)外表面的直径，所述膨胀气囊(101)外表面的直径与所述固定管(1)外表面的直径相同。

3.根据权利要求2所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述固定管(1)的中部设置有通水管道(102)，所述固定管(1)的所述通水管道(102)内固接有封堵阀(103)。

4.根据权利要求3所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述调平机构包括有重物块(11)，所述重物块(11)固接于所述转动轴(6)的下侧，所述滑动架(2)设置有对称分布的倾斜部(111)，所述滑动架(2)通过其上所述倾斜部(111)与所述转动轴(6)限位配合，所述固定管(1)内滑动连接有拉动架(12)，所述滑动架(2)与所述拉动架(12)固接。

5.根据权利要求4所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述驱动机构包括有转动筒(13)，所述转动筒(13)转动连接于所述固定管(1)内靠近控制终端的一侧，所述转动筒(13)螺纹连接有连接杆(14)，所述连接杆(14)与所述固定管(1)滑动连接，所述连接杆(14)与所述转动套(7)通过齿轮齿条啮合传动。

6.根据权利要求5所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述固定板(9)的上侧固接有连接架(15)，所述连接架(15)的上侧固接有压力检测件(16)，所述压力检测件(16)与控制终端电连接，所述压力检测件(16)的直径大于所述水压传感器(10)的直径。

7.根据权利要求6所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，还包括有用于对所述固定管(1)提供辅助固定的辅助固定机构，所述辅助固定机构设置于所述固定管(1)靠近所述压水壳(3)的一侧，所述辅助固定机构包括有周向均匀分布的第一挤压块(20)，所述第一挤压块(20)转动连接于所述固定管(1)靠近所述压水壳(3)的一侧，所述第一挤压块(20)转动连接有第二挤压块(21)，所述固定管(1)滑动连接有周向均匀分布的滑动杆(22)，所述滑动杆(22)与相邻所述第二挤压块(21)转动连接，周向均匀分布的所述滑动杆(22)共同固接有滑动环(23)，所述滑动环(23)滑动连接于所述固定管(1)内，所述固定管(1)与所述滑动环(23)之间固接有第二弹性件(24)，所述滑动环(23)远离周向均匀分布的所述滑动杆(22)的一侧固接有拉动杆(25)，所述拉动杆(25)穿透所述固定管(1)。

8.根据权利要求7所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述第一挤压块(20)靠近相邻所述第二挤压块(21)的一侧固接有固定爪(26)。

9.根据权利要求8所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，其特征在于，所述滑动杆(22)滑动极限距离的长度大于相邻所述第二挤压块(21)的长度，所述第一挤压块(20)的长度大于相邻所述第二挤压块(21)的长度，所述第一挤压块(20)与所述压水壳(3)限位配合。

10.一种基岩裂隙水水压测量的测量方法，其特征在于，根据权利要求9所述的一种基岩裂隙水水压测量装置，具体测量方法如下：

技术总结
本发明符合裂隙水水压测量技术领域，主要提出了一种基岩裂隙水水压测量装置及方法。针对现有压力计仅能测量单点位置的裂隙水水压，导致获取信息量有限的问题。包括有固定管，所述固定管远离控制终端的一侧滑动连接有对称分布的滑动架，所述固定管转动连接有转动轴，所述转动轴螺纹连接有转动套，所述转动套与所述转动轴共同安装有伸缩架，所述伸缩架的上侧固接有固定板，所述固定板安装有水压传感器。本发明通过伸缩架带动水压传感器等零部件上下移动，进而改变水压传感器在基岩裂隙内所处的位置，对基岩裂隙内不同深度的裂隙水水压进行测量，获得更多裂隙水数据，辅助工作人员及时作出判断。

技术研发人员：张建伟,张志芹,崔继升,刘世安,孙鸣雷,王蒋博,邱若华
受保护的技术使用者：青岛地铁集团有限公司第二建设分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2