CN114370248A - 软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道岩体检测技术领域，具体公开了一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置。该装置包括：至少两个保持气囊；第一气管，与各保持气囊均连通，用于向各保持气囊充气；至少一个伸缩气囊，相邻的两个保持气囊之间均设置有伸缩气囊；第二气管，与各伸缩气囊均连通，用于对各伸缩气囊充气和抽气，伸缩气囊用于在充气时拉伸以填充相邻的两个保持气囊之间的测试空间，在抽气时收缩以显露出相邻的两个保持气囊之间的测试空间。本发明通过保持气囊和伸缩气囊，保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现利用单一孔在软弱破碎岩体隧道围岩松动圈测试中的重复使用。

Description

软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置

技术领域

本发明涉及隧道岩体检测技术领域，具体而言，涉及一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置。

背景技术

软弱破碎岩体隧道围岩松动圈发展受施工过程影响，具有显著的时空效应。隧道围岩松动圈范围是确定隧道支护参数的重要参数，其发展规律更是阐明围岩渐进式破坏机理的重要依据。

目前国内多采用单孔声波法进行围岩松动圈测试，测试过程中利用水作为耦合剂，利用声波在水与岩壁之间折射，形成沿水与岩壁分界面的滑行波，以声波滑行时间和距离确定岩体的波速。但在软弱破碎岩体中，由于孔壁稳定性差，裂隙多，钻孔完成后一定时间会造成塌孔问题，不仅导致钻孔无法重复使用，而且保水性差。尤其软弱破碎岩体隧道围岩松动圈范围广，钻孔深度大，如果采用在同一位置重复钻孔进行测试，不仅造成严重的成本和时间压力，而且影响围岩松动圈测试精度。

针对钻孔无法重复利用的问题，目前国内多采用在钻孔内放置护孔管，在护孔管上开窗进行围岩声波测试，但目前满足刚度及强度需求的护孔管材料的声波波速都大于破碎岩体的波速，根据声波法测试原理，护孔管将严重影响围岩声波测试结果，进而影响围岩松动圈测试结果。

另外，破碎岩体钻孔无法有效保水，进而影响声波传播，相关技术中通过弹性构件等使声波发射器和声波接收器密贴孔壁岩体的方法进行解决，但由于软弱破碎岩体进行钻孔时很难形成规则光滑的孔壁，加之声波发射器和接收器多为刚性构件，难以实现与孔壁岩体的有效耦合，从而影响声波测试效果。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置，旨在解决钻孔无法重复利用的问题。

一个方面，本发明提出了一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置，该装置包括：至少两个保持气囊；第一气管，与各所述保持气囊均连通，用于向各所述保持气囊充气；至少一个伸缩气囊，相邻的两个所述保持气囊之间均设置有伸缩气囊；第二气管，与各所述伸缩气囊均连通，用于对各所述伸缩气囊充气和抽气；所述伸缩气囊用于在充气时拉伸以填充相邻的两个所述保持气囊之间的测试空间，以及在抽气时收缩以显露出相邻的两个保持气囊之间的测试空间；所述保持气囊和所述伸缩气囊均形成有用于测试探头穿过的通道。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置中，相邻的两个所述保持气囊之间的距离与所述测试探头的长度的差值在预设范围内。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置中，各所述保持气囊用于测试探头穿过的通道对着伸缩气囊的一端均设置为截面渐变形状，并且，截面沿着靠近伸缩气囊的方向逐渐增大。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置还包括：两个压力检测装置，分别连接于所述第一气管和所述第二气管，用于测量所述保持气囊和所述伸缩气囊内的气体压力。

本发明在测试孔内放置保持气囊和伸缩气囊，测试时，伸缩气囊沿着第二气管收缩，在两个保持气囊之间形成空洞，使两个保持气囊之间的孔壁岩体暴露以便检测。测试后，伸缩气囊充气沿着第二气管拉伸以对测试空间对应的孔壁岩体进行支护。可以看出，本发明通过保持气囊和伸缩气囊保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现利用单一孔对软弱破碎岩体隧道围岩松动圈的重复检测。另外，由于本发明的伸缩气囊在测试时收缩，使测试探头发射的声波以水作为耦合剂，传递至待测试的孔壁岩体，从而准确的测试岩体声波波速，解决了现有技术中通过支撑护管进行测试的准确度低的问题。

另一方面，本发明还提供了一种软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，该装置包括：上述任一种孔壁稳定装置，所述孔壁稳定装置用于放置在测试孔内，以支护所述测试孔；测试探头，设置于所述孔壁稳定装置中的保持气囊和伸缩气囊的通道内，且置于相邻的两个所述保持气囊之间。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置中，所述测试探头包括：本体；连接于所述本体的声波发射器和声波接收器；第一封闭水囊和第二封闭水囊，分别连接于所述本体的两端，所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊用于与所述保持气囊相抵接；至少两个单向压力阀，分别连接于两个所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊且面向所述测试空间设置，所述单向压力阀用于在所述第一封闭水囊或所述第二封闭水囊内的压力大于第一预设值时向所述测试空间排放水。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置中，各所述保持气囊用于与所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊相抵接的端部均设置为锥形，并且，锥底端朝向所述测试空间；所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊为锥形，以使所述第一封闭水囊、所述第二封闭水囊与所述保持气囊端部的锥形相适配。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道围岩松动圈孔壁稳定装置中还包括：水压检测装置，连接于所述本体，用于测量两个所述保持气囊之间的测试空间内的水压。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道围岩松动圈孔壁稳定装置中还包括：控制装置；其中，所述控制装置与所述水压检测装置电连接，用于获取所述压力检测装置检测的压力值；所述控制装置还用于与所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊的充水装置电连接，用于在所述压力值大于第二预设值时控制所述充水装置停止向所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊充水。

进一步地，上述软弱破碎岩体隧道围岩松动圈孔壁稳定装置中，还包括：第一水管，与所述第一封闭水囊相连通；第二水管，与所述第二封闭水囊相连通

本发明通过分布式的保持气囊和伸缩气囊，保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现利用单一孔在软弱破碎岩体隧道围岩松动圈测试中的重复使用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本发明实施例中提供的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈孔壁稳定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置中，测试探头的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置中，充水管的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1，本发明实施例提供了一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置100，该装置包括：保持气囊110、第一气管120、伸缩气囊130和第二气管140。

其中，保持气囊110至少为两个，第一气管120与各保持气囊110均连通，用于向各保持气囊110内充气。保持气囊110通过第一气管120串联连接，第一气管120上开设有与保持气囊110数量相同的出气孔(图中未示出)，各出气孔与各保持气囊110一一对应地相连通。保持气囊110可以由橡胶等弹性材料制成，当然，也可以由非弹性材料制成，当保持气囊110内部充有气体时向外膨胀充盈于测试孔，以对测试孔进行支护。

伸缩气囊130至少一个，相邻的两个保持气囊110之间均设置有一个伸缩气囊130，伸缩气囊130的数量根据保持气囊110的数量进行确定。伸缩气囊130和保持气囊110保持独立，即相互不连接。伸缩气囊130通过第二气管140串联而成，第二气管140开设有与伸缩气囊130数量相同的输气孔(图中未示出)，各输气孔与各伸缩气囊130一一对应地相连通，第二气管140用于对各伸缩气囊130充气和抽气。伸缩气囊130用于在充气时沿第二气管140拉伸以填充相邻的两个保持气囊110之间的测试空间，以及在抽气时沿第二气管140收缩以显露出相邻的两个保持气囊110之间的测试空间。

当伸缩气囊130被充气时，伸缩气囊130可以在两侧的保持气囊110之间拉伸，拉伸后的伸缩气囊130的两端分别与两侧的保持气囊110相抵接，此时，伸缩气囊130充盈于两个保持气囊110之间的测试空间，对于测试空间相对应的孔壁岩体进行支护。当伸缩气囊130被抽气时，伸缩气囊130向相邻的任一个保持气囊110方向压缩，直至贴设在该保持气囊110上，此时，两个保持气囊110之间的测试空间显露。

在一些实施例中，伸缩气囊130可以为长条形的囊状体，由弹性或非弹性材料制成。

在另一些实施例中，伸缩气囊130可以为褶皱的囊状体，即设置有多个环形凸起部以及在相邻的环形凸起部之间设置的环形凹设部，当对伸缩气囊130充气时，环形凹设部被拉伸进而使伸缩气囊130在两个保持气囊110之间被拉伸；当对伸缩气囊130抽气时，环形凹设部被压缩进而使各环形凸起部紧密贴设在一起。

本申请实施例中的第一气管120和第二气管140可以为软管，也可以为硬管，保持气囊110、伸缩气囊130、第一气管120和第二气管140充气后的整体形状呈长条形，第一气管200和第二气管400为线形，各保持气囊110沿着第一气管120呈直线型排列，各伸缩气囊130沿着第二气管140呈直线型排列。

可以理解，本申请实施例中的第一气管120和第二气管140应与气泵150相连接，气泵150可实现充分和抽气功能，气泵150向第一气管120充气，以及向第二气管140充气和抽气。

保持气囊110和伸缩气囊130均形成有用于测试探头200穿过的通道。

在一些实施例中，保持气囊110和伸缩气囊130为中空结构，该中空结构用于测试探头200穿过。

在一些实施例中，保持气囊110和伸缩气囊130均可以为环形体，当保持气囊110和伸缩气囊130充气后，保持气囊110和伸缩气囊130的环状体的中空部分形成相连通的通道，该通道用于测试探头200通过。

测试时，首先在待检测的软弱破碎岩体隧道围岩上钻测试孔，并对测试孔进行清洁处理；然后将保持气囊110、伸缩气囊130、部分或全部第一气管120、部分或全部第二气管140放入测试孔中，通过气泵150向第一气管120和第二气管140进行充气，进而对保持气囊110和伸缩气囊130进行充气，以对测试孔进行支护。然后对伸缩气囊130进行抽气，使伸缩气囊130收缩至紧贴保持气囊110，以将两个保持气囊110之间的孔壁岩体暴露在测试空间内，然后将测试探头200伸入保持气囊110和伸缩气囊130的通道并置于两个保持气囊110之间的测试空间内，以对两个保持气囊110之间的测试空间对应的孔壁岩体进行测试。

测试后，将测试探头200移动到下两个相邻的保持气囊110之间，以对下一个测试点进行测试，重复上述方法，直至所有的测试点测试完毕，将测试探头200移出保持气囊110和伸缩气囊130的通道，对伸缩气囊130进行充气，使各伸缩气囊130填充于各相邻的保持气囊110之间的测试空间，进而对相邻的两个保持气囊110之间的孔壁岩体进行支护。

需要说明的是，具体实施时，保持气囊110的数量及长度需根据测试孔中测试点的分布进行确定，本实施例对保持气囊110的数量及长度不做任何限定。本申请实施例中保持气囊110的长度方向指的是沿着测试孔的深度方向。

可以看出，由于本实施例通过分布式的保持气囊110和伸缩气囊130，保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现了利用单一孔对软弱破碎岩体隧道围岩松动圈的重复检测。另外，由于本申请实施例的伸缩气囊130在测试时收缩，使测试探头发射的声波以水作为耦合剂，传递至待测试的孔壁岩体，从而准确的测试岩体声波波速，解决了现有技术中通过支撑护管进行测试的准确度低的问题。

在一些实施例中，相邻的两个保持气囊110之间的距离与测试探头200长度的差值在预设范围内。需要说明的是，测试探头200的长度指的是图2中所示的上下方向的长度。

具体地，相邻的两个保持气囊110之间的距离可以等于测试探头200的长度，也可以稍大于或者稍小于测试探头200的长度，两个保持气囊110之间的间距与测试探头200长度基本相当，以使测试探头200可以置于相邻的两个保持气囊110之间的测试空间内。

需要说明的是，具体实施时，该预设范围可以根据实际情况来确定，本实施例对其不做任何限定。

在一些实施例中，保持气囊110用于测试探头200穿过的通道对着伸缩气囊130的端部111均设置为截面渐变形状，并且，截面在靠近伸缩气囊130的方向上逐渐增大，以方便测试探头200通过。具体地，保持气囊110对着伸缩气囊130的端部可以为锥形、喇叭口形等。

在一些实施例中还包括：两个压力检测装置160，分别连接于第一气管120和第二气管140，用于测量保持气囊110和伸缩气囊130内的气体压力。具体地，压力检测装置160为气压表。

测试之前，先根据测试埋深、围岩破碎情况、地应力情况确定测试孔壁稳定所需压力，该计算方法为本领域技术人员所公知，故不赘述。

测试时通过第一气管120和第二气管140分别对保持气囊110和伸缩气囊130进行充气，通过气压表监测保持气囊110和伸缩气囊130内的压力值达到所需气压后，结束充气。然后定期监测保持气囊110和伸缩气囊130内的气压，当气压小于所需气压的90％时，及时进行补充充气，以确保对测试孔壁的支护。

参见图1至图3，本申请实施例还提供了一种软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，该装置包括：上述任一种孔壁稳定装置100和测试探头200。测试孔稳定装置100放置在测试孔内，以支护测试孔。其中，孔壁稳定装置100的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

测试探头200设置于孔壁稳定装置中的保持气囊110和伸缩气囊130的通道内，且置于相邻的两个保持气囊110之间，以待伸缩气囊130收缩时对暴露出的孔壁岩体进行检测。在一个实施例中，测试探头200以水作为耦合剂，进行声波测试。

本实施例在测试孔内放置保持气囊110和伸缩气囊130，测试时，伸缩气囊130沿着第二气管140收缩，在两个保持气囊110之间形成空洞，使孔壁岩体暴露以便测量，测试后，伸缩气囊130充气拉伸以对测试空间对应的孔壁岩体进行支撑，由于本申请实施例在不测试时通过保持气囊110和伸缩气囊130对孔壁进行支撑，所以孔壁不会塌陷，可以重复利用。另外，由于本申请实施例的伸缩气囊130在测试时收缩，使测试探头发射的声波以水作为耦合剂，传递至待测试的孔壁岩体，从而准确的测试岩体声波波速，解决了现有技术中通过支撑护管检测的准确度低的问题。

在一些实施例中，测试探头200包括：本体210、声波发射器220、两个声波接收器230、第一封闭水囊240和第二封闭水囊250、单向压力阀260。其中，本体210为长条形、空心柱状体等形状，声波发射器220和两个声波接收器230均连接于本体210，第一封闭水囊240位于本体210的前端(图2所示的上端)，第二封闭水囊250位于本体210的后端(图2所示的下端)。

第一封闭水囊240和第二封闭水囊250分别连接于本体210的两端，第一封闭水囊240和第二封闭水囊250用于充水后与保持气囊110相抵接，以封闭两个保持气囊110之间的测试空间。各单向压力阀260分别连接于第一封闭水囊240和第二封闭水囊250且面向测试空间设置。当第一封闭水囊240内的压力大于第一预设值时，与第一封闭水囊240相连接的单向压力阀260向测试空间排放水，当第二封闭水囊250内的压力大于第一预设值时，与第二封闭水囊250相连接的单向压力阀260向测试空间排放水。

具体地，第一封闭封闭水囊240和第二封闭水囊250面向测试空间均分布有两个单向压力水阀260，当第一封闭水囊240和第二封闭水囊250中的水压力达到预设压力值后，第一封闭水囊240和第二封闭水囊250中的水通过各自的单向压力水阀260向测试空间溢出，第一封闭水囊240和第二封闭水囊250与保持气囊110相抵接，以对测试空间内的水进行封闭，实现保水。需要说明的是，具体实施时，该预设压力值可以根据实际情况来确定，本实施例对其不做任何限定。

本申请实施例在测试探头200的前后端分布有第一封闭水囊240和第二封闭水囊250，可实现第一封闭水囊240和第二封闭水囊250与保持气囊110的密贴，实现分段式保水。

在一些实施例中，各保持气囊110用于与第一封闭水囊240和第二封闭水囊250相抵接的端部均设置为锥形，并且，锥底端朝向测试空间。相应地，第一封闭水囊240和第二封闭水囊为锥形，并且，第一封闭水囊240和第二封闭水囊250的形状与保持气囊110端部的锥形相适配，以更好地对测试空间内的水进行密封，有效保水。

在一些实施例中，保持气囊1用于测试探头200通过的通道两端均为喇叭口形状，既可以方便测试探头200通过，又可以与第一封闭水囊240和第二封闭水囊250密切接触，形成保水空间。

在一些实施例中还包括：水压检测装置，连接于本体210，用于测量测试空间内的水压。具体地，水压检测装置为水压传感器270，水压传感器270设置于测试探头200的中部，当测试空间的水压力达到50KPa时，既认为测试空间达到保水效果。

在一些实施例中，还包括：控制装置(图中未示出)。控制装置与水压检测装置电连接，用于获取水压检测装置检测的测试空间的压力值。控制装置还用于与第一封闭水囊240和第二封闭水囊250的充水装置电连接，用于在水压检测装置检测的压力值大于第二预设值时控制充水装置停止向第一封闭水囊240和第二封闭水囊250充水，此时，测试空间内的水压已达到测试要求。具体实施时，控制装置可以为测试终端。

在一个实施例中，第一封闭水囊240和第二封闭水囊250的水路单独控制，可以相互独立的充放水。第一封闭水囊240与第一水管相连通，第二封闭水囊250与第二水管相连通。控制装置与第一水管322和第二水管323上的控制阀门电连接，通过控制第一水管322和第二水管323上的阀门启闭，进而分别控制第一封闭水囊240和第二封闭水囊250的充放水。当然，也可以使第一水管322和第二水管323连接不同的水泵，通过控制水泵的启停来分别控制第一封闭水囊240和第二封闭水囊250的充放水。

需要说明的是，具体实施时，第二预设值可以根据实际情况来确定，本实施例对其不做任何限定。

测试探头200通过探头首段推进管300推进测试孔内，测试探头200与探头首段推进管300通过螺丝连接。探头首段推进管300内设置有数据传输线310和充水管320，数据传输线310与水压传感器270、声波发射器220以及两个声波接收器230相连接，充水管320与第一封闭水囊240和第二封闭水囊250相连通。数据传输线310传输测试过程中围岩波速的测试数据和水压传感器270检测的测试空间的压力值，将围岩波速的测试数据和测试空间的水压值传输至测试终端。

充水管320由保护管321、第一水管322和第二水管323组成。其中，第一水管322和第二水管323相互独立，第一水管322与第一封闭水囊240相联通，第二水管323与第二封闭水囊250相联通。第一水管322与第二水管323可以通过颜色或水管表面编号进行区别，以实现对第一封闭水囊240和第二封闭水囊250充放水的单独控制。保护管321套设在第一水管322和第二水管323的外部。

本申请实施例进行检测时，包括测试孔稳定***对测试孔进行支护和通过测试探头对孔壁岩体进行测试两部分。

通过测试孔稳定***对测试孔进行支护包括如下步骤：

1)对待检测岩体进行钻孔及清孔；

2)将孔壁稳定***组装后放置于测试孔内；

3)根据测试埋深、围岩破碎情况、地应力情况，确定孔壁稳定所需压力；

4)分别通过第一气管120和第二气管140对保持气囊110和伸缩气囊130进行充气，通过气压表进行保持气囊110和伸缩气囊130的压力进行测试，达到所需气压后，结束充气；

5)定期监测保持气囊110和伸缩气囊130的气压，当气压小于所需气压的90％时，及时进行补充充气。

通过测试探头200进行单次测试过程如下：

1)将测试探头200与探头首段推进管300进行连接，将充水管320与水泵及水压表(图中未示出)进行连接；

2)通过第二气管140对伸缩气囊130进行抽气，使伸缩气囊130紧贴保持气囊110；

3)通过探头首段推进管300将测试探头200推入首个保持气囊110的通道内；

4)通过探头推进管的尺寸标记观察当测试探头200通过保持气囊110后，通过第一水管322对第一封闭水囊240进行充水，使第一封闭水囊240完全膨胀；

5)继续向内推送测试探头200，直至由于第一封闭水囊240与保持气囊110的喇叭口接触而无法继续推进；

6)通过第一水管322和第二水管323分别对第一封闭水囊240和第二封闭水囊250进行充水，同时观察水压传感器270的数据，当水压达到50KPa时，停止充水，并实时监测水压传感器270的数据，当水压低于50KPa时继续向第一封闭水囊240和第二封闭水囊250充水，以使测试空间内的水压保持在50KPa，达到保水的效果。

7)围岩声波测试；

8)单点围岩声波测试完成后，通过第一水管322和第二水管323对第一封闭水囊240和第二封闭水囊250进行抽水，使第一封闭水囊240和第二封闭水囊250完全收缩；接长探头推进管，将测试探头200向测试孔内继续推进，以达到下一个测试点。

9)重复步骤4)～步骤8)，直至全部测试点完成测试；

10)通过第一水管322和第二水管323将第一封闭水囊240和第二封闭水囊250中的水全部抽出，将测试探头200从钻孔中抽出；

11)利用气泵150对伸缩气囊130进行充气至所需气压，从而保持孔壁稳定。

根据施工过程及时间，重复上述单次测试过程对钻孔的围岩松动圈可进行多次测试。

综上，本申请实施例通过分布式的保水气囊和伸缩气囊，保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现利用单一孔对软弱破碎岩体隧道围岩松动圈的重复使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置，其特征在于，包括：

至少两个保持气囊；

第一气管，与各所述保持气囊均连通，用于向各所述保持气囊充气；

至少一个伸缩气囊，相邻的两个所述保持气囊之间均设置有伸缩气囊；

第二气管，与各所述伸缩气囊均连通，用于对各所述伸缩气囊充气和抽气；所述伸缩气囊用于在充气时拉伸以填充相邻的两个所述保持气囊之间的测试空间，以及在抽气时收缩以显露出相邻的两个保持气囊之间的测试空间；

所述保持气囊和所述伸缩气囊均形成有用于测试探头通过的通道。

2.根据权利要求1所述的软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置，其特征在于，

相邻的两个所述保持气囊之间的距离与所述测试探头长度的差值在预设范围内。

3.根据权利要求1所述的软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置，其特征在于，

各所述保持气囊用于测试探头通过的通道对着伸缩气囊的一端均设置为截面渐变形状，并且，截面沿着靠近伸缩气囊的方向逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置，其特征在于，还包括：

两个压力检测装置，分别连接于所述第一气管和所述第二气管，用于测量所述保持气囊和所述伸缩气囊内的气体压力值。

5.一种软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至4中任一项所述的孔壁稳定装置，所述孔壁稳定装置用于放置在测试孔内，以支护所述测试孔；

测试探头，设置于所述测试孔稳定装置中的保持气囊和伸缩气囊的通道内，且置于相邻的两个所述保持气囊之间。

6.根据权利要求5所述的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，其特征在于，所述测试探头包括：

本体；

连接于所述本体的声波发射器和声波接收器；

第一封闭水囊和第二封闭水囊，分别连接于所述本体的两端，所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊用于与所述保持气囊相抵接；

至少两个单向压力阀，分别连接于所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊且面向所述测试空间设置，所述单向压力阀用于在所述第一封闭水囊或所述第二封闭水囊内的压力大于第一预设值时向所述测试空间排放水。

7.根据权利要求6所述的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，其特征在于，

各所述保持气囊用于与所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊相抵接的端部均设置为锥形，并且，锥底端朝向所述测试空间；

所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊为锥形，以使所述第一封闭水囊、所述第二封闭水囊与所述保持气囊端部的锥形相适配。

8.根据权利要求6所述的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，其特征在于，还包括：

水压检测装置，连接于所述本体，用于测量两个所述保持气囊之间的测试空间内的水压。

9.根据权利要求8所述的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，其特征在于，还包括：

控制装置，所述控制装置与所述水压检测装置电连接，用于获取所述水压检测装置检测的压力值；

所述控制装置还用于与所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊的充水装置电连接，用于在所述压力值大于第二预设值时控制所述充水装置停止向所述第一封闭水囊和所述第二封闭水囊充水。

10.根据权利要求6所述的软弱破碎岩体隧道围岩松动圈检测装置，其特征在于，还包括：

第一水管，与所述第一封闭水囊相连通；

第二水管，与所述第二封闭水囊相连通。

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