—螺栓，9一胶带I，10—PPR空心管，11一胶带Π，12—三通，13—声发射传感器数据线，14一声发射传感器，15—耦合区，16—珍珠棉止漏塞Π，17一螺检孔，18—直通，19一孔底端盖，20—孔口端盖。
[0035]1#—一号监测钻孔，2#—二号监测钻孔，3#—三号监测钻孔，4# 一四号监测钻孔，5#—五号监测钻孔，101—一号监测钻孔孔底侧传感器，201—二号监测钻孔孔底侧传感器，
301—三号监测钻孔孔底侧传感器，401—四号监测钻孔孔底侧传感器，501—五号监测钻孔孔底侧传感器，102—一号监测钻孔孔口侧传感器，202—二号监测钻孔孔口侧传感器，
302—三号监测钻孔孔口侧传感器，402—四号监测钻孔孔口侧传感器，502—五号监测钻孔孔口侧传感器
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图进一步说明本发明的【具体实施方式】:
[0037]如图5所示，一种用于TBM隧洞声发射监测系统的声发射监测装置，其特征在于:包括兼做推送杆和耦合剂注入通道的PPR空心管10、用于连接两段PPR空心管10并作为耦合剂溢出通道的三通12、套在PPR空心管10上用于形成耦合区15的珍珠棉止漏塞16和珍珠棉止漏塞Π 16、用于连接PPR空心管10的直通18、防止耦合剂流出的孔底端盖19和孔口端盖20。所述止漏塞直径略大于监测钻孔5直径，每一个止漏塞两端均设有防止其相对PPR空心管10滑动的止漏塞定位套7，所述止漏塞定位套7通过螺栓8穿过止漏塞定位套7上的螺栓孔17进行固定，所述声发射传感器14通过胶带Π 11固定于三通12上，所述声发射传感器数据线13通过胶带19固定在PPR空心管10上且与监测钻孔5外的声发射仪相连，所述三通12、直通18、孔底端盖19和孔口端盖20通过螺纹连接方式与PPR空心管10相连，所述监测钻孔5内两个止漏塞之间的耦合区15以及PPR空心管10内充填耦合剂。所述止漏塞为珍珠棉止漏塞16和珍珠棉止漏塞Π 16。
[0038]一种适用于TBM隧洞的声发射监测实施系统，其特征在于:包括以下步骤:
[0039]a如图1?图4所示，在隧道I内敞开式TBM 2盾壳后的岩壁上，以竖直线为中心的100°顶拱范围内，等间距钻设五个倾斜的监测钻孔5，考虑到实际测试的可操作性，推荐孔径为110mm，并保证成孔后孔壁光滑无岩渣岩肩残留，钻孔直度满足要求。各监测钻孔5与隧道轴线分别共面，且两者夹角相等，每个孔内按相同间距布置有两个声发射监测装置，构成一空间网状阵列；
[0040]b声发射监测装置的制作，如图5所示，将声发射传感器数据线14穿过珍珠棉止漏塞16的中孔，调节数据线长短至合适位置后，与珍珠棉止漏塞16 —同套在PPR空心管10上，再在其两侧安装上止漏塞定位套7，止漏塞定位套7通过螺栓8固定，检查珍珠棉止漏塞16是否能沿PPR空心管10运动;按上述同样方法安装好珍珠棉止漏塞Π 16并固定，使用带内螺纹的三通12将安装有止漏塞的相邻两PPR空心管10连接起来，将声发射传感器14的探头通过胶带Π 11固定在三通12上，声发射传感器数据线13通过胶带19固定在PPR空心管10上，即完成一个声发射监测装置的制作；
[0041]c声发射监测装置在所述监测钻孔5内的安装，将两个所述声发射监测装置通过带内螺纹的直通18续接若干段PPR空心管10，并将孔底一侧端头用孔底端盖19封住，调节管长，使得作为推送杆的PPR空心管10推至监测钻孔5孔底时，两个声发射监测装置均处在预定的空间位置，检查推送杆各处连接状况是否良好，在推送声发射监测装置之前，应先检查钻孔质量是否满足工作要求，然后将连接好的声发射监测装置通过推送杆缓慢伸入钻孔内，至预定位置，利用止漏塞与岩壁间的摩擦力固定推送装置位置不至滑出；
[0042]d声发射传感器与孔壁的親合，在声发射传感器数据线13与洞外声发射仪连接后，将预先准备好的耦合剂逐步注入PPR空心管10内并通过三通12溢出充填耦合区15，直至耦合良好，然后通过孔口端盖20将推送杆端口封住，即完成TBM隧洞声发射监测系统的布置和安放；
[0043]e按上述方法完成其他监测钻孔5内声发射监测装置的安装后，当TBM开动时，打开声发射仪开始采集声发射数据，待TBM由远及近直至通过声发射监测区域4后，关闭声发射仪，断开数据线连接，声发射监测数据采集完毕，将推送杆缓慢拔出，旋下PPR空心管10的直通18，收集管内的耦合剂，即完成TBM隧洞声发射监测系统的回收。
[0044]同一监测钻孔5内，靠近孔口一侧声发射监测装置的三通12其溢出口口径小于靠近孔底一侧的，以使两耦合区15尽可能均匀地充填耦合剂。
[0045]在向声发射监测装置的PPR空心管10内注入预先准备好的耦合剂时，开启声发射仪采集数据并用铁锤敲击岩壁，检查相应声发射通道是否能有效接收振动信号，若能则表明耦合良好，停止注入并使用孔口端盖将推送杆端口封住;否则继续注入耦合剂直至声发射传感器14能有效接收信号，再将端口封住，采用相同的办法，测试其他监测钻孔5内声发射监测装置使之耦合良好，正式采集前，再次敲击岩壁，确保各通道均可有效采集信号。
[0046]所述耦合剂为00射闻滑脂。
【主权项】
1.一种适用于TBM隧洞的声发射监测实施系统，其特征在于:包括以下步骤: a在隧道(I)内敞开式TBM(2)盾壳后的岩壁上，以竖直线为中心的100°顶拱范围内，等间距钻设五个倾斜的监测钻孔(5)，各监测钻孔(5)与隧道轴线分别共面，且两者所成夹角相等，每个孔内按相同间距布置两个声发射监测装置，构成一空间网状阵列； b声发射监测装置的制作，将声发射传感器数据线(13)穿过珍珠棉止漏塞1(6)中孔后，一同套在PPR空心管(10)上，在所述珍珠棉止漏塞1(6)的两侧安装止漏塞定位套(7)进行固定，再在另一PPR空心管(10)上安装好珍珠棉止漏塞Π (16)通过止漏塞定位套(7)固定，通过三通(12)将安装有止漏塞的相邻两PPR空心管(10)连接起来，然后将声发射传感器(13)固定在三通(12)上，即完成一个声发射监测装置的制作； c声发射监测装置在所述监测钻孔(5)内的安装，根据钻孔深度，将两个所述声发射监测装置通过直通(18)续接若干段PPR空心管(10)，并将孔底一侧端口封住，调节管长，使得作为推送杆的PPR空心管(10)推至监测钻孔(5)孔底时，两个声发射监测装置均处在预定的空间位置，再将整个装置缓慢伸入钻孔内完成安装； d声发射传感器与孔壁的耦合，在声发射传感器数据线(13)与洞外声发射仪连接后，将耦合剂逐步注入各PPR空心管(10)内并通过三通(12)溢出充填耦合区(15)，直至耦合良好，然后将孔口一侧端口封住； e声发射监测与装置回收，当TBM开动时，打开声发射仪开始采集声发射数据，待TBM由远及近直至通过声发射监测区域(4)后，关闭声发射仪，断开数据线连接，将推送杆缓慢拔出，旋下直通(18)，收集管内耦合剂，完成回收。2.如权利要求1所述一种适用于TBM隧洞的声发射监测实施系统，其特征在于:在向PPR空心管(10)内注入耦合剂时，开启声发射仪采集数据并用铁锤敲击岩壁，检查相应声发射通道是否能有效接收振动信号，若能则表明耦合良好，停止注入并将端口封住;否则继续注入耦合剂直至声发射传感器(14)能有效接收信号，再将端口封住，所述耦合剂为00#润滑脂。3.如权利要求2所述一种声发射监测装置，其特征在于:同一监测钻孔(5)内，靠近孔口一侧声发射监测装置的三通(12)其溢出口口径小于靠近孔底一侧的，以使两耦合区(15)尽可能均勾地充填親合剂。4.一种用于权利要求1所述声发射监测实施系统的声发射监测装置，其特征在于:包括兼做推送杆和耦合剂注入通道的PPR空心管(10)、用于连接两段PPR空心管(10)并作为耦合剂溢出通道的三通(12)、套在PPR空心管(10)上用于形成耦合区(15)的止漏塞、用于连接PPR空心管(10)的直通(18)、用于封住PPR空心管(10)端口防止耦合剂流出的端盖，所述止漏塞直径略大于监测钻孔(5)直径，每一个止漏塞两端均设有防止其相对PPR空心管(10)滑动的止漏塞定位套(7)，所述三通(12)、直通(18)、端盖通过螺纹连接方式与PPR空心管(10)相连。5.如权利要求4所述一种声发射监测装置，其特征在于:所述止漏塞为珍珠棉止漏塞I(6)和珍珠棉止漏塞Π (16)，所述端盖为孔底端盖(19)和孔口端盖(20)。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于TBM隧洞的声发射监测实施系统，首先在TBM隧道内岩壁上，以竖直线为中心的100°顶拱范围内，等间距钻设五个倾斜的监测钻孔，制作一个包括PPR空心管、三通、分别套在相邻两段PPR空心管上的止漏塞、以及声发射传感器组成的声发射监测装置，在每个钻孔内通过直通连接布置两个这样的声发射监测装置，并在每个声发射监测装置与孔壁形成的耦合区中充填耦合剂，当TBM开动时，打开与声发射传感器数据线相连的声发射仪采集数据，采集完后，旋下连接PPR空心管的直通，完成回收，该系统可解决TBM隧洞掌子面岩体声发射监测难以实施、传感器与钻孔孔壁耦合困难、试验后传感器不易回收的问题。
【IPC分类】G01N29/28, G01N29/14
【公开号】CN105572231
【申请号】CN201610053989
【发明人】刘泉声, 刘琪, 张晓平, 刘学伟, 刘建平, 赵怡凡
【申请人】武汉大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月27日