CN117418901A - 一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置及使用方法，属于矿业和岩土工程围岩松动圈测试技术领域，该装置主要包括声波测试主机、一发双收声波测试探头组件、中空连接杆、封孔组件、三通接头组件、注水组件、排气组件。通过中空连接杆封孔组件、三通接头组件、注水组件、排气组件的密切配合可有效解决倾斜或垂直向上钻孔中声波测试耦合剂‑水方便快捷注入、保持、密封及一发双收声波测试探头的连续测量，从而实现全断面松动圈测量。该装置弥补了松动圈测量钻孔需要水耦合，但垂直或倾斜向上钻孔无法有效充水测量的问题，并且做到一次封孔，全孔测量的。

Description

一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置及使用方法

技术领域：

本发明属于矿业工程和岩土工程围岩松动圈测试技术领域，特别指一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置及使用方法。

背景技术：

在地下巷道、隧道、硐室岩体开挖过程中，由于边界条件的改变，破坏了岩体的相对平衡，使岩体中的天然应力场发生变化，岩体表面的应力释放，在岩石中形成新的重分布应力场。其表现为巷道周边径向应力消失，环向应力集中，且围岩强度明显下降。当集中应力超过围岩强度时，巷道周边岩体首先破坏，产生裂隙，并向深部扩展；当到一定深度，集中应力小于或等于岩体强度时，岩体重新达到应力平衡状态，破坏停止。这样，在巷道周围一定范围内形成围岩破裂区，此破裂区即称为围岩松动圈。

松动圈内部岩体的自稳能力较松动圈外部产生了大幅度降低，故以松动圈的大小评价围岩损伤的程度，并根据松动圈的大小进行支护结构的设计。考虑支护结构的安全性与经济性，只有支护强度与松动圈的大小相匹配才能有效控制围岩变形。若支护结构强度不足，则导致围岩的稳定性存在较大的风险；若支护结构强度大则会导致支护成本的增加。因此，准确测量围岩的松动圈具有重要的理论和工程实践指导意义。

目前，地下巷道、隧道、硐室松动圈分布情况都是靠现场实测得到的。其方法大致可分为两大类：一类是直接观察比较法，另一类是物理方法。直接观察比较法常用的包括：钻孔潜望镜法、观钻孔电视法、钻孔取心法、多点位移计法等；物理方法常用的包括形变电阻率法、声波法、地震波法和地质雷达实测法等。

声波法是利用各类岩石中声波速度不同，且同种岩石随破裂程度增加声速降低原理来判定松动圈范围。在裂隙发育、低密度、高声阻抗岩体中，声波传播速度较低；在高应力、高密度岩体中，声波传播速度较高。因此，通过测试超声波在巷道围岩一定深度范围内的传播速度，根据深度和波速曲线及关地质资料可推断出被测围岩松动圈厚度。该方法测试技术成熟可靠，原理简单，仪器便宜可以重复使用，其中依法双收声波测试法，因其对围岩损伤扰动小，工作量小，测试环节简单，成为近年来使用最为广泛的松动圈测试方法。

一发双收声波测试法需要在待测点钻孔，再将一发双收声波测试探头置于测试孔中，并在测试钻孔中注水，将发射器和两个接收器与水耦合实现待测区域的波速测定。通过对比测试钻孔内不同深度测区的波速变化，判别该测点的松动圈范围。

一发双收声波测试法的关键于保证测试过程中的耦合剂-水，有效、稳定的发挥作用，然而在松动圈实际测试过程中，在岩体较完整的测试孔中，倾斜向下的钻孔能够轻松的保证一发双收声波测试探头处于水中，可较为方便完成松动圈测试工作；对于角度倾斜向上的测试孔在实际测试中面临着注水困难，孔内水位不稳定，操作困难等问题题。

因此，如何研发一种操作方便快捷，省时省力，测试效果稳定可实现巷道、硐室、隧道全断面松动圈测量的装置是本领域技术人员函待解决的技术问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置及其使用方法，该装置可有效解决倾斜或垂直向上钻孔中声波测试耦合剂-水方便快捷注入、保持、密封及一发双收声波测试探头的连续测量。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

该装置包括声波测试主机、一发双收声波测试探头组件、中空连接杆、封孔组件、三通接头组件、注水组件、排气组件；声波测试主机与一发双收声波测试探头组件由穿过中空连接杆及三通接头组件的信号传输线连接；一发双收声波测试探头组件由两段等长的蜂窝孔壁管将声波接收器Ⅰ、声波接受器Ⅱ、声波发射器连接而成，信号传输线与声波接收器Ⅰ、声波接受器Ⅱ、声波发射器连接，并穿过一发双收声波测试探头组件中心，从声波发射器中心穿出；封孔组件由气囊控制环A、环形充气囊、气囊控制环B、滑动密封管组成，滑动密封管管体穿过气囊控制环A、环形充气囊、气囊控制环B的中心，并在其两端安装橡胶密封圈、卡套螺帽；三通接头组件A端通过螺纹连接套与中空连接杆螺纹连接，B端安装注水阀门，C端内塞密封橡胶塞；注水组件由水泵、注水管组成，注水管连接水泵与注水阀门；排气组件由穿过一发双收声波测试探头组件、中空连接杆、三通接头组件的排水软管及排气阀门组成。

声波测试主机具有波形波速显示、控制一发双收声波测试探头组件发射接收声波、波速自动计算分析等功能。

一发双收声波测试探头组件其蜂窝孔壁管、声波接收器Ⅰ、声波接受器Ⅱ、声波发射器均为中空结构，两段等长的蜂窝孔壁管将声波接收器Ⅰ、声波接受器Ⅱ、声波发射器连接，使声波接收器Ⅰ中心与声波接受器Ⅱ中心之间距离、声波接受器Ⅱ中心与声波发射器中心之间的距离均20cm，信号传输线与声波接收器Ⅰ、声波接受器Ⅱ、声波发射器连接，并穿过一发双收声波测试探头组件中心，从声波发射器中心穿出，穿过中空连接杆，从三通接头A端穿入C端穿出，与声波测试主机连接。

中空连接杆是由两端车有相同螺纹具有中空结构的外表面光滑的薄壁不锈钢连接杆，外径直径略小于滑动密封管管体内径；信号传输线从中空连接杆中心穿出，一发双收声波测试探头组件与中空连接杆螺纹连接；中空连接杆穿过封孔组件中心，另一端通过螺纹连接套与三通接头A端螺纹连接。

封孔组件由气囊控制环A、环形充气囊、气囊控制环B、滑动密封管组成，滑动密封管管体穿过气囊控制环A、环形充气囊、气囊控制环B的中心，并在其两端安装橡胶密封圈、卡套螺帽；环形充气囊外径与气囊控制环A、气囊控制环B的外径一致，略小于钻孔内径，环形充气囊内径与气囊控制环A、气囊控制环B的内径一致，略大于滑动密封管管体；环形充气囊底部有充气口，充气口可连接充气管与美式气嘴，或者直接加装美式气嘴，采用便携式自行车打气筒对环形充气囊进行充气；气囊控制环A、气囊控制环B均为环形不锈钢片，用于控制环形气囊在高度上的变形，气囊控制环B相对气囊控制环A多出一个孔用于穿过充气口；滑动密封管管体为两端车有螺纹的铜制空心管，非螺纹部分长度等于气囊控制环A、环形充气囊、气囊控制环B高度之和，两端螺纹长度略高于卡套螺帽的高度；卡套螺帽外侧有防滑齿，外径大于气囊控制环内径，内螺纹与滑动密封管两端螺纹相匹配，卡套端内径与滑动密封管管体内径一致；橡胶密封圈外径与滑动密封管管体外径一致，内径与中空连接外径一致。

三通接头组件A端车有螺纹与中空连接杆端部螺纹一致，通过螺纹连接套与中空连接杆螺纹连接；B端安装注水阀门，通过注水管与水泵连接；C端内塞橡胶密封塞；橡胶密封塞为圆台形，轴向有两孔，直径分别与排气管、信号传输线外径一致，两孔径向开缝与橡胶密封塞侧壁联通。

该装置的使用方法包括步骤如下：

S1：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置的安装：

S11：用滑动密封管管体依次将气囊控制环A、环形充气囊、气囊控制环B，依次串联，并使环形充气囊气嘴穿过气囊控制环B的气嘴孔；在滑动密封管的两端分别螺纹连接内嵌涂抹润滑脂的橡胶密封圈的卡套螺帽；将中空连接杆穿过封孔组件的中心，拧紧封孔组件两端的卡套螺帽，使中空连接杆可以在滑动密封管的中心自由滑动且水流不能通过滑动密封管管体与中空连接管之间的缝隙；将三通接头组件的A端通过螺纹连接套与中空连接杆上气嘴朝向的端部螺纹连接。

S12：将一发双收声波测试探头组件的信号传输线从中空连接杆无三通端穿入，并从三通接头组件C端穿出；将排气管从一发双收声波测试探头组件顶部穿入，穿过中空连接杆并从三通接头组件C端穿出，在中空连接杆顶部留出5cm的长度；将一发双收声波测试探头组件与中空连接杆螺纹连接；将信号传输线、排气管分别穿过密封橡胶塞上的信号传输线孔、排气管孔，再将橡胶密封塞紧紧塞入三通接头组件的C端；

S13：将信号传输线连接在声波测试主机上；排气管上安装排气阀门；注水管连接水泵与注水阀门。

S2：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置在倾斜或垂直向上钻孔中的使用：

S21：手持中空连接杆将一发双收声波测试探头组件送入倾斜或垂直向上的钻孔中，后推动套在中空连接杆上的封孔组件至孔口内。

S22：用打气筒连接美式气嘴并向环形冲气囊中充气，至封孔组件紧紧卡在钻孔口。

S23：手持三通接头组件或中空连接杆沿钻孔方向推动中空连接杆，将一发双收声波测试探头组件推至孔底。

S24：打开排气阀门和注水阀门；打开水泵通过注水管、中空连接杆、蜂窝孔壁管向钻孔内注水，至排气阀门有水流出。

S25：关闭水泵、注水管阀门、排气阀门。

S26：打开声波测试主机器，调整参数，准备采集声波数据。

S27：采集一次声波数据，后手持三通接头组件或中空连接杆将一发双收声波测试探头组件朝孔口方向缓慢移动20cm。

S28：重复步骤S27后，直至一发双收声波测试探头组件接触封孔组件停止数据采集并保存数据。

S29：重复步骤S23、S26、S27、S28，测三次钻孔声波数据。

S210：将注水管与水泵断开，打来注水阀门与排气阀门，将钻孔中水排出。

S211：按压美式气嘴气针将环形充气囊中的空气放出，手持中空连接杆，将封孔组件、一发双收声波测试探头组件一并取出。

S3：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置在倾斜或垂直向下钻孔中的使用：

S31：推动套在中空连接杆上的封孔组件至螺纹连接套处，手持中空连接杆将一发双收声波测试探头组件送入倾斜或垂直向下的钻孔底部。

S32：打开排气阀门和注水阀门；打开水泵通过注水管、中空连接杆、蜂窝孔壁管向钻孔内注水，至孔口有水流出。

S34：打开声波测试主机器，调整参数，准备采集声波数据。

S35：重复步骤S27、S28，若在测试过程中孔内水不足，及时打开水泵注水。

S36：重复步骤S23、S26、S35，测三次钻孔声波数据。

S4：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置的拆解：

S41：关闭声波测试主机，并将连接在声波测试主机上的信号传输线断开连接。

S42：断开注水管与水泵、注水阀门的连接；断开排气阀门与排气管的连接。

S43：拔出三通接头组件C端内塞的橡胶密封塞，并将穿过橡胶密封塞的排气管、信号传输线取出。

S44：断开一发双收声波测试探头组件，将信号传输线、排气管从中空连接杆、三通接头组件中抽出并进行盘绕。

S45：松动封孔组件两端的卡套螺帽，避免橡胶密封圈的老化，

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(1)通过封孔组件实现了孔口的有效密封。

(2)中空连接杆、三通接头组件、注水组件、排气组件实现了倾斜或垂直向上钻孔内注水的方便快捷。

(3)封孔组件、中空连接杆、三通接头组件、注水组件、排气组件的共同作用实现了一发双收声波测试探头的连续测量。

附图说明

图1为本发明的巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置结构示意图；

图2为图1中气囊控制环A、气囊控制环B的示意图；

图3为图1中环形气囊的三维示意图；

图4为图1中滑动密封管的示意图；

图5为图1中橡胶密封塞的示意图；

图6为三通接头组件示意图。

图中：0、钻孔；1、声波测试主机；2、一发双收声波测试探头组件；21、声波接收器Ⅰ；22、声波接收器Ⅱ；23、声波发射器；24、蜂窝孔壁管；25、信号传输线；3、中空连接杆；4、封孔组件；41、环形充气囊；411、充气嘴；412、充气管；413、美式气嘴；421、气囊控制环A；422、气囊控制环B；43、滑动密封管；431、滑动密封管管体；432、卡套螺帽；433、橡胶密封圈；5、三通接头组件；51、A端；52、B端；53、C端；54、螺纹连接套；55、注水阀门；56、橡胶密封塞；6、注水组件；61、水泵；62、注水管；7、排气组件；71、排气管；72、排气阀门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“螺纹连接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是螺纹连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置及其使用方法。

如图1所示，该装置包括声波测试主机1、一发双收声波测试探头组件2、中空连接杆3、封孔组件4、三通接头组件5、注水组件6、排气组件7；声波测试主机1与一发双收声波测试探头组件2由穿过中空连接杆3及三通接头组件5的信号传输线25连接；一发双收声波测试探头组件2由两段等长的蜂窝孔壁管24将声波接收器Ⅰ21、声波接收器Ⅱ22、声波发射器23连接而成，信号传输线25与声波接收器Ⅰ21、声波接收器Ⅱ22、声波发射器23连接，并穿过一发双收声波测试探头组件2中心，从声波发射器23中心穿出；封孔组件4由气囊控制环A421、环形充气囊41、气囊控制环B422、滑动密封管43组成，滑动密封管管体431穿过气囊控制环A421、环形充气囊41、气囊控制环B422的中心，并在其两端安装橡胶密封圈433、卡套螺帽432；三通接头组件5A端51通过螺纹连接套54与中空连接杆3螺纹连接，B端52安装注水阀门55，C端53内塞密封橡胶塞；注水组件6由水泵61、注水管62组成，注水管62连接水泵61与注水阀门55；排气组件7由穿过一发双收声波测试探头组件2、中空连接杆3、三通接头组件5的排水软管及排气阀门72组成。

如图1所示，波测试主机1具有波形波速显示、控制一发双收声波测试探头组件2发射接收声波、波速自动计算分析等功能。

如图1所示，一发双收声波测试探头组件2其蜂窝孔壁管24、声波接收器Ⅰ21、声波接收器Ⅱ22、声波发射器23均为中空结构，两段等长的蜂窝孔壁管24将声波接收器Ⅰ21、声波接收器Ⅱ22、声波发射器23连接，使声波接收器Ⅰ21中心与声波接收器Ⅱ22中心之间距离、声波接收器Ⅱ22中心与声波发射器23中心之间的距离均20cm，信号传输线25与声波接收器Ⅰ21、声波接收器Ⅱ22、声波发射器23连接，并穿过一发双收声波测试探头组件2中心，从声波发射器23中心穿出，穿过中空连接杆3，从三通接头A端51穿入C端53穿出，与声波测试主机1连接。

如图1所示，所述中空连接杆3是由两端车有相同螺纹具有中空结构的外表面光滑的薄壁不锈钢连接杆，外径直径略小于滑动密封管管体431内径；信号传输线25从中空连接杆3中心穿出，一发双收声波测试探头组件2与中空连接杆3螺纹连接；中空连接杆3穿过封孔组件4中心，另一端通过螺纹连接套54与三通接头A端51螺纹连接。

如图1、图2、图3、所示：封孔组件4由气囊控制环A421、环形充气囊41、气囊控制环B422、滑动密封管43组成，滑动密封管管体431穿过气囊控制环A421、环形充气囊41、气囊控制环B422的中心，并在其两端安装橡胶密封圈433、卡套螺帽432；环形充气囊41外径与气囊控制环A421、气囊控制环B422的外径一致，略小于钻孔内径，环形充气囊41内径与气囊控制环A421、气囊控制环B422的内径一致，略大于滑动密封管管体431；环形充气囊41底部有充气嘴411，充气嘴411可连接充气管412与美式气嘴413，或者直接加装美式气嘴413，采用便携式自行车打气筒对环形充气囊41进行充气；气囊控制环A421、气囊控制环B422均为环形不锈钢片，用于控制环形气囊在高度上的变形，气囊控制环B422相对气囊控制环A421多出一个孔用于穿过充气嘴411；滑动密封管管体431为两端车有螺纹的铜制空心管，非螺纹部分长度等于气囊控制环A421、环形充气囊41、气囊控制环B422高度之和，两端螺纹长度略高于卡套螺帽432的高度；卡套螺帽432外侧有防滑齿，外径大于气囊控制环42内径，内螺纹与滑动密封管43两端螺纹相匹配，卡套端内径与滑动密封管管体431内径一致；橡胶密封圈433外径与滑动密封管管体431外径一致，内径与中空连接外径一致。

如图6所示，三通接头组件5A端51车有螺纹与中空连接杆3端部螺纹一致，通过螺纹连接套54与中空连接杆3螺纹连接；B端52安装注水阀门55，通过注水管62与水泵61连接；C端53内塞橡胶密封塞56；橡胶密封塞56为圆台形，轴向有两孔，直径分别与排气管71、信号传输线25外径一致，两孔径向开缝与橡胶密封塞56侧壁联通。

该装置的使用方法，包括步骤如下：

S1：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置的安装：

S11：用滑动密封管管体431依次将气囊控制环A421、环形充气囊41、气囊控制环B422，依次串联，并使环形充气囊41充气嘴411穿过气囊控制环B422的充气嘴孔4221；在滑动密封管43的两端分别螺纹连接内嵌涂抹润滑脂的橡胶密封圈433的卡套螺帽432；将中空连接杆3穿过封孔组件4的中心，拧紧封孔组件4两端的卡套螺帽432，使中空连接杆3可以在滑动密封管43的中心自由滑动且水流不能通过滑动密封管管体431与中空连接杆3之间的缝隙；将三通接头组件5的A端51通过螺纹连接套54与中空连接杆3上充气嘴411朝向的端部螺纹连接。

S12：将一发双收声波测试探头组件2的信号传输线25从中空连接杆3无三通端穿入，并从三通接头组件5C端53穿出；将排气管71从一发双收声波测试探头组件2顶部穿入，穿过中空连接杆3并从三通接头组件5C端53穿出，在中空连接杆3顶部留出5cm的长度；将一发双收声波测试探头组件2与中空连接杆3螺纹连接；将信号传输线25、排气管71分别穿过橡胶密封塞56上的信号传输线25孔、排气管71孔，再将橡胶密封塞56紧紧塞入三通接头组件5的C端53；

S13：将信号传输线25连接在声波测试主机1上；排气管71上安装排气阀门72；注水管62连接水泵61与注水阀门55。

S2：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置在倾斜或垂直向上钻孔中的使用：

S21：手持中空连接杆3将一发双收声波测试探头组件2送入倾斜或垂直向上的钻孔中，后推动套在中空连接杆3上的封孔组件4至孔口内。

S22：用打气筒连接美式气嘴413并向环形冲气囊中充气，至封孔组件4紧紧卡在钻孔口。

S23：手持三通接头组件5或中空连接杆3沿钻孔方向推动中空连接杆3，将一发双收声波测试探头组件2推至孔底。

S24：打开排气阀门72和注水阀门55；打开水泵61通过注水管62、中空连接杆3、蜂窝孔壁管24向钻孔内注水，至排气阀门72有水流出。

S25：关闭水泵61、注水管62阀门、排气阀门72。

S26：打开声波测试主机1器，调整参数，准备采集声波数据。

S27：采集一次声波数据，后手持三通接头组件5或中空连接杆3将一发双收声波测试探头组件2朝孔口方向缓慢移动20cm。

S28：重复步骤S27后，直至一发双收声波测试探头组件2接触封孔组件4停止数据采集并保存数据。

S29：重复步骤S23、S26、S27、S28，测三次钻孔声波数据。

S210：将注水管62与水泵61断开，打来注水阀门55与排气阀门72，将钻孔中水排出。

S211：按压美式气嘴413气针将环形充气囊41中的空气放出，手持中空连接杆3，将封孔组件4、一发双收声波测试探头组件2一并取出。

S3：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置在倾斜或垂直向下钻孔中的使用：

S31：推动套在中空连接杆3上的封孔组件4至螺纹连接套54处，手持中空连接杆3将一发双收声波测试探头组件2送入倾斜或垂直向下的钻孔底部。

S32：打开排气阀门72和注水阀门55；打开水泵61通过注水管62、中空连接杆3、蜂窝孔壁管24向钻孔内注水，至孔口有水流出。

S34：打开声波测试主机1器，调整参数，准备采集声波数据。

S35：重复步骤S27、S28，若在测试过程中孔内水不足，及时打开水泵61注水。

S36：重复步骤S23、S26、S35，测三次钻孔声波数据。

S4：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置的拆解：

S41：关闭声波测试主机1，并将连接在声波测试主机1上的信号传输线25断开连接。

S42：断开注水管62与水泵61、注水阀门55的连接；断开排气阀门72与排气管71的连接。

S43：拔出三通接头组件5C端53内塞的橡胶密封塞56，并将穿过橡胶密封塞56的排气管71、信号传输线25取出。

S44：断开一发双收声波测试探头组件2，将信号传输线25、排气管71从中空连接杆3、三通接头组件5中抽出并进行盘绕。

S45：松动封孔组件4两端的卡套螺帽432，避免橡胶密封圈433的老化变形。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置，其特征在于：所述的装置包括声波测试主机(1)、一发双收声波测试探头组件(2)、中空连接杆(3)、封孔组件(4)、三通接头组件(5)、注水组件(6)、排气组件(7)；

声波测试主机(1)与一发双收声波测试探头组件(2)由穿过中空连接杆(3)及三通接头组件(5)的信号传输线(25)连接；

一发双收声波测试探头组件(2)由两段等长的蜂窝孔壁管(24)将声波接收器Ⅰ(21)、声波接收器Ⅱ(22)、声波发射器(23)连接而成，信号传输线(25)与声波接收器Ⅰ(21)、声波接收器Ⅱ(22)、声波发射器(23)连接，并穿过一发双收声波测试探头组件(2)中心，从声波发射器(23)中心穿出；

封孔组件(4)由气囊控制环A(421)、环形充气囊(41)、气囊控制环B(422)、滑动密封管(43)组成，滑动密封管管体(431)穿过气囊控制环A(421)、环形充气囊(41)、气囊控制环B(422)的中心，并在其两端安装橡胶密封圈(433)、卡套螺帽(432)；

三通接头组件(5)A端(51)通过螺纹连接套(54)与中空连接杆(3)螺纹连接，B端(52)安装注水阀门(55)，C端(53)内塞密封橡胶塞；

注水组件(6)由水泵(61)、注水管(62)组成，注水管(62)连接水泵(61)与注水阀门(55)；

排气组件(7)由穿过一发双收声波测试探头组件(2)、中空连接杆(3)、三通接头组件(5)的排水软管及排气阀门(72)组成。

2.根据权利要求1所述的一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置，其特征在于：所述一发双收声波测试探头组件(2)其蜂窝孔壁管(24)、声波接收器Ⅰ(21)、声波接收器Ⅱ(22)、声波发射器(23)均为中空结构，两段等长的蜂窝孔壁管(24)将声波接收器Ⅰ(21)、声波接收器Ⅱ(22)、声波发射器(23)连接，使声波接收器Ⅰ(21)中心与声波接收器Ⅱ(22)中心之间距离、声波接收器Ⅱ(22)中心与声波发射器(23)中心之间的距离均20cm，信号传输线(25)与声波接收器Ⅰ(21)、声波接收器Ⅱ(22)、声波发射器(23)连接，并穿过一发双收声波测试探头组件(2)中心，从声波发射器(23)中心穿出，穿过中空连接杆(3)，从三通接头A端(51)穿入C端(53)穿出，与声波测试主机(1)连接。

3.根据权利要求1所述的一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置，其特征在于：所述中空连接杆(3)由两端具有相同螺纹具有中空结构的外表面光滑的薄壁不锈钢连接杆，外径直径略小于滑动密封管管体(431)内径；

信号传输线(25)从中空连接杆(3)中心穿出，一发双收声波测试探头组件(2)与中空连接杆(3)螺纹连接；中空连接杆(3)穿过封孔组件(4)中心，另一端通过螺纹连接套(54)与三通接头A端(51)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置，其特征在于：所述封孔组件(4)由气囊控制环A(421)、环形充气囊(41)、气囊控制环B(422)、滑动密封管(43)组成，滑动密封管管体(431)穿过气囊控制环A(421)、环形充气囊(41)、气囊控制环B(422)的中心，并在其两端安装橡胶密封圈(433)、卡套螺帽(432)；

环形充气囊(41)外径与气囊控制环A(421)、气囊控制环B(422)的外径一致，略小于钻孔内径，环形充气囊(41)内径与气囊控制环A(421)、气囊控制环B(422)的内径一致，略大于滑动密封管管体(431)；

环形充气囊(41)底部有充气嘴(411)，充气嘴(411)可连接充气管(412)与美式气嘴(413)，或者直接加装美式气嘴(413)，采用便携式自行车打气筒对环形充气囊(41)进行充气；

气囊控制环A(421)、气囊控制环B(422)均为环形不锈钢片，用于控制环形气囊在高度上的变形，气囊控制环B(422)相对气囊控制环A(421)多出一个孔用于穿过充气嘴(411)；

滑动密封管管体(431)为两端车有螺纹的铜制空心管，非螺纹部分长度等于气囊控制环A(421)、环形充气囊(41)、气囊控制环B(422)高度之和，两端螺纹长度略高于卡套螺帽(432)的高度；

卡套螺帽(432)外侧有防滑齿，外径大于气囊控制环(42)内径，内螺纹与滑动密封管(43)两端螺纹相匹配，卡套端内径与滑动密封管管体(431)内径一致；橡胶密封圈(433)外径与滑动密封管管体(431)外径一致，内径与中空连接外径一致。

5.根据权利要求1所述的一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置，其特征在于：所述三通接头组件(5)A端(51)车有螺纹与中空连接杆(3)端部螺纹一致，通过螺纹连接套(54)与中空连接杆(3)螺纹连接；B端(52)安装注水阀门(55)，通过注水管(62)与水泵(61)连接；

C端(53)内塞橡胶密封塞(56)；橡胶密封塞(56)为圆台形，轴向有两孔，直径分别与排气管(71)、信号传输线(25)外径一致，两孔径向开缝与橡胶密封塞(56)侧壁联通。

6.根据权利要求1所述的一种巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置使用方法，所述的方法适用于如权利要求1-5中任一项权利要求所述的装置，其特征在于：包括步骤如下：

S1：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置的安装：

S11：用滑动密封管管体(431)依次将气囊控制环A(421)、环形充气囊(41)、气囊控制环B(422)，依次串联，并使环形充气囊(41)充气嘴(411)穿过气囊控制环B(422)的充气嘴孔(4221)；在滑动密封管(43)的两端分别螺纹连接内嵌涂抹润滑脂的橡胶密封圈(433)的卡套螺帽(432)；将中空连接杆(3)穿过封孔组件(4)的中心，拧紧封孔组件(4)两端的卡套螺帽(432)，使中空连接杆(3)可以在滑动密封管(43)的中心自由滑动且水流不能通过滑动密封管管体(431)与中空连接杆(3)之间的缝隙；将三通接头组件(5)的A端(51)通过螺纹连接套(54)与中空连接杆(3)上充气嘴(411)朝向的端部螺纹连接；

S12：将一发双收声波测试探头组件(2)的信号传输线(25)从中空连接杆(3)无三通端穿入，并从三通接头组件(5)C端(53)穿出；将排气管(71)从一发双收声波测试探头组件(2)顶部穿入，穿过中空连接杆(3)并从三通接头组件(5)C端(53)穿出，在中空连接杆(3)顶部留出5cm的长度；将一发双收声波测试探头组件(2)与中空连接杆(3)螺纹连接；将信号传输线(25)、排气管(71)分别穿过橡胶密封塞(56)上的信号传输线(25)孔、排气管(71)孔，再将橡胶密封塞(56)紧紧塞入三通接头组件(5)的C端(53)；

S13：将信号传输线(25)连接在声波测试主机(1)上；排气管(71)上安装排气阀门(72)；注水管(62)连接水泵(61)与注水阀门(55)；

S2：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置在倾斜或垂直向上钻孔中的使用：

S21：手持中空连接杆(3)将一发双收声波测试探头组件(2)送入倾斜或垂直向上的钻孔中，后推动套在中空连接杆(3)上的封孔组件(4)至孔口内；

S22：用打气筒连接美式气嘴(413)并向环形冲气囊中充气，至封孔组件(4)紧紧卡在钻孔口；

S23：手持三通接头组件(5)或中空连接杆(3)沿钻孔方向推动中空连接杆(3)，将一发双收声波测试探头组件(2)推至孔底；

S24：打开排气阀门(72)和注水阀门(55)；打开水泵(61)通过注水管(62)、中空连接杆(3)、蜂窝孔壁管(24)向钻孔内注水，至排气阀门(72)有水流出；

S25：关闭水泵(61)、注水管(62)阀门、排气阀门(72)；

S26：打开声波测试主机(1)器，调整参数，准备采集声波数据；

S27：采集一次声波数据，后手持三通接头组件(5)或中空连接杆(3)将一发双收声波测试探头组件(2)朝孔口方向缓慢移动20cm；

S28：重复步骤S27后，直至一发双收声波测试探头组件(2)接触封孔组件(4)停止数据采集并保存数据；

S29：重复步骤S23、S26、S27、S28，测三次钻孔声波数据；

S210：将注水管(62)与水泵(61)断开，打来注水阀门(55)与排气阀门(72)，将钻孔中水排出；

S211：按压美式气嘴(413)气针将环形充气囊(41)中的空气放出，手持中空连接杆(3)，将封孔组件(4)、一发双收声波测试探头组件(2)一并取出；

S3：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置在倾斜或垂直向下钻孔中的使用：

S31：推动套在中空连接杆(3)上的封孔组件(4)至螺纹连接套(54)处，手持中空连接杆(3)将一发双收声波测试探头组件(2)送入倾斜或垂直向下的钻孔底部；

S32：打开排气阀门(72)和注水阀门(55)；打开水泵(61)通过注水管(62)、中空连接杆(3)、蜂窝孔壁管(24)向钻孔内注水，至孔口有水流出；

S34：打开声波测试主机(1)器，调整参数，准备采集声波数据；

S35：重复步骤S27、S28，若在测试过程中孔内水不足，及时打开水泵(61)注水；

S36：重复步骤S23、S26、S35，测三次钻孔声波数据；

S4：巷道、硐室全断面松动圈声波法测量装置的拆解：

S41：关闭声波测试主机(1)，并将连接在声波测试主机(1)上的信号传输线(25)断开连接；

S42：断开注水管(62)与水泵(61)、注水阀门(55)的连接；断开排气阀门(72)与排气管(71)的连接；

S43：拔出三通接头组件(5)C端(53)内塞的橡胶密封塞(56)，并将穿过橡胶密封塞(56)的排气管(71)、信号传输线(25)取出；

S44：断开一发双收声波测试探头组件(2)，将信号传输线(25)、排气管(71)从中空连接杆(3)、三通接头组件(5)中抽出并进行盘绕；

S45：松动封孔组件(4)两端的卡套螺帽(432)，避免橡胶密封圈(433)的老化变形。