CN102928881A - 一种地面跨孔电阻率ct耦合线缆 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开了一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，包括测量线缆、充放气装置和耦合装置，所述的测量线缆上设有若干测量点，所述的耦合装置设于充放气装置上，所述的各个测量点分别被一个充放气装置包裹，所述的各个测量点分别与耦合装置连接，所述的各个充放气装置之间通过通气管相连。本发明的有益效果是：实际应用过程操作简单，使用前，根据实际工作条件，钻机打出比气囊直径稍大孔径的钻孔，然后将线缆展开，放入钻孔中，由充气端连接上打气筒向通气管中打气，打好气后即可测量，测量结束后打开放气阀门放气，放气结束后取回线缆完成测量工作，并且该发明可以干孔和水孔两用、节约工期、使用方便，安全高效的地面跨孔电阻率CT测量线缆。

Description

一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆

技术领域

本发明涉及一种工程地球物理探测（简称工程物探）技术，具体的说是一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆。

背景技术

近年来，随着国家对基础设施建设的不断投入，各种建筑设施蓬勃发展。对于一些较大的建筑设施，包括地上和地下建筑，在修建之前往往需要对其修建的地基或者围岩地质情况进行较全面的评价或评估，为了更好的了解地基或者围岩的地质情况，通常需要采取一些探测措施，以此了解地基或围岩是否存在地质安全隐患。特别是对于地下工程建设，在施工开挖过程中，如果不能有效的查明围岩的地质情况，很可能会出现无法预料的地质灾害，如突水、突泥、坍塌等。这些地质灾害造成的后果是轻则冲毁或击毁机具，淹没隧道，正常施工被迫中断；重则造成重大人员伤亡，产生巨大的经济损失，甚至有些地下工程会因此被迫停建或改线。所以，采取有效的探测方法来探明地基或围岩是否存在地质缺陷就显得非常有必要，也很有工程实际意义。

跨孔电阻率CT方法作为一种重要的地球物理勘探方法，以其经济、无损、快速、探距远、探测精度高及探测信息丰富等独特的优点，在工程探测中有着广泛的用途。跨孔电阻率CT法的工作原理是利用测量线缆上分布的电极向围岩或大地供电，通过测量电极测量目标体的电阻率，既而可以对电阻率进行反演成像并开展地质解释，从而达到相应的探测目的。

跨孔电阻率CT测量时，需要在地面上向地下打两个钻孔，然后将测量电缆置于钻孔中测量，为了便于测量电缆的放入和取出，打的钻孔孔径必须大于电缆电极的直径，这就给测量造成一个问题——电极与钻孔孔壁接触不充分，甚至不能接触，进而无法完成测量工作。

在解决电极与钻孔孔壁接触问题上，既有的方法就是采用水耦合法，也即向钻孔中注水，利用水耦合电极与孔壁。此法有几个缺点，一是地下裂隙较发育时，特别是存在较大的导水裂缝时，所注水会很快被导走，不能持续的贮存在钻孔里；二是地质状况较差时，注水后容易引起钻孔坍塌，影响测量；三是注水后电缆容易被陷在钻孔中难以取出，造成经济损失；四是注水一般只能注到地下水位，地下水位以上部分电极难以使用，影响测量效果。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆。

本发明具体采用下述技术方案来实现：

一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，包括测量线缆，所述的测量线缆上设有若干测量点，还包括充放气装置和耦合装置，所述的耦合装置设于充放气装置上，所述的各个测量点分别被一个充放气装置包裹，所述的各个测量点分别与耦合装置连接，所述的各个充放气装置之间通过通气管相连。

所述的测量线缆为CT测量用多芯电缆。

所述的测量点等间隔的设置在测量线缆上，所述的测量点上设有接线器，接线器为一铜环，接线器的内部与测量电缆的一根电芯线连接，外部设有挂钩。

所述的充放气装置包括气囊，所述的气囊设于测量线缆的测量点位置，包裹测量点，所述的气囊上预留有多个孔道，孔道通到接线器上与测量线缆密封。

所述的耦合装置包括多个金属弹簧和多个耦合电极，所述的金属弹簧分别设置在气囊上的孔道中，所述的耦合电极分别设于气囊的外表面上，所述的金属弹簧一端连接在挂钩上，另一端连接耦合电极。

所述的耦合电极为半球状，材料是金属材料。

所述的测量电缆的引出端通过引线连接测量仪器，所述的引线长为30m。

与第一个气囊的进口端连接的通气管串联一个进气阀门、一个放气阀门和打气筒。

所述的通气管为橡胶管。 

所述的测量线缆和通气管由保护外皮包裹。

测量时，当气囊由打气筒通过通气管充气膨胀时，带动弹簧和耦合电极向外膨胀，与孔壁接触，电流通过测量电缆、接线器、弹簧和耦合电极导入大地，达到耦合孔壁和电缆作用。测量结束后，由充气端上的放气阀门放气，气囊在自身弹性和耦合装置上的弹簧弹性作用下回缩，取回线缆即可。

本发明的有益效果是：实际应用过程操作简单，使用前，根据实际工作条件，钻机打出比气囊直径稍大孔径的钻孔，然后将线缆展开，放入钻孔中，由充气端连接上打气筒向通气管中打气，打好气后即可测量，测量结束后打开放气阀门放气，放气结束后取回线缆完成测量工作，并且该发明可以干孔和水孔两用、节约工期、使用方便，安全高效的地面跨孔电阻率CT测量线缆。

附图说明

图1是线缆整体结构示意图；

图2是气囊示意图a；

图 3是气囊示意图b ；

图4为气囊剖面示意图；

图5为接线器示意图a；

图6为接线器示意图b；

图 7为线缆孔中工作方式示意图。

图中1 测量线缆，2气囊，3通气管，4进气阀门，5测量仪器，6打气筒，7保护外皮，8孔道，9接线器，10 耦合电极，11弹簧，12 孔，13 孔壁，14 放气阀门。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明进一步说明：

如图1中为CT测量用干孔耦合线缆的整体实施图，由测量线缆1、气囊2、通气管3、进气阀门4、测量仪器5，测量线缆1的接出端与测量仪器5相连，在测量线缆1的测量点设置有气囊2和通气管3，第一个气囊2的进气端口的通气管3上设有进气阀门4和打气筒6，测量线缆1为CT测量用多芯电缆。

如图2、图 3中干孔耦合线缆由保护外皮7包裹测量线缆1和通气管3，通气管3为硬度较高的橡胶管，保证充放气顺利。

如图4所示，测量线缆1分连接线和测量线部分，测量点上设接线器9，接线器9为一铜环，内部与测量电缆1的一根电芯线连接，外部设四个挂钩，用于连接弹簧11。

如图5、图6所示，气囊2位于测量线缆1上的测量点位置，包裹测量点，气囊1连接通气管3，气囊1上预留四个孔道8，孔道8通到测量线缆1上的接线器9上与测量线缆1密封，弹簧11放置在孔道8中。气囊2采用弹性适中的橡胶材料一体浇注而成，整体密封。

如图3、4、6所示，耦合装置由四根金属弹簧11和四个耦合电极10构成。弹簧11放置在气囊2上的孔道8中，一端连接在测量线缆1上的接线器9的挂钩上，另一端连接耦合电极10。耦合电极10为金属材料钉帽形状，弹簧11弹性适中。

如图7所示，当气囊2由打气筒6通过通气管3打气时，进气阀门4只允许进气，气囊2充气膨胀后，带动弹簧11和耦合电极10在孔12内向外膨胀，耦合电极10与孔壁13接触，电流通过测量电缆1、接线器9、弹簧11和耦合电极10导入大地，达到耦合孔壁13和测量电缆1作用。测量完毕后由放气阀门14放气，放气后气囊2在自身弹性和弹簧11弹性作用下回缩，放气后即可取出测量线缆1。

Claims (10)

1.一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，包括测量线缆，所述的测量线缆上设有若干测量点，其特征在于：还包括充放气装置和耦合装置，所述的耦合装置设于充放气装置上，所述的每个测量点均被一个充放气装置包裹，所述的各个测量点分别与耦合装置连接，所述的各个充放气装置之间通过通气管相连。

2.如权利要求1所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的测量线缆为CT测量用多芯电缆。

3.如权利要求1所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的测量点等间隔的设置在测量线缆上，所述的测量点上设有接线器，接线器为一铜环，接线器的内部与测量电缆的一根电芯线连接，外部设有挂钩。

4.如权利要求3所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的充放气装置包括气囊，所述的气囊设于测量线缆的测量点位置，包裹测量点，所述的气囊上预留有多个孔道，孔道通到接线器上与测量线缆密封。

5.如权利要求4所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的耦合装置包括多个金属弹簧和多个耦合电极，所述的金属弹簧分别设置在气囊上的孔道中，所述的耦合电极分别设于气囊的外表面上，所述的金属弹簧一端连接在挂钩上，另一端连接耦合电极。

6.如权利要求5所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的耦合电极为半球状，材料是金属材料。

7.如权利要求1所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的测量电缆的引出端通过引线连接测量仪器，所述的引线长为30m。

8.如权利要求4所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：与第一个气囊的进口端连接的通气管串联一个进气阀门、一个放气阀门和一个打气筒。

9.如权利要求1所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的通气管为橡胶管。

10.如权利要求1所述的一种地面跨孔电阻率CT耦合线缆，其特征在于：所述的测量线缆和通气管由保护外皮包裹。

Images