[发明专利]一种针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统

权利要求书

1.一种针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统，其特征在于，所述的系统包含水汽交换室、流量监测计、测量探头、栓塞、气囊、伸缩导水管、伸缩导气管、导水管、导气管、供压装置、发电机、线缆、连接管，以及数据综合处理平台；

所述的栓塞设有两个，两个栓塞依次设置，每个栓塞分别设有气囊；

所述的测量探头设置在两个栓塞之间；第一栓塞的底部中间向下设有测量探头，测量探头包含伸缩导线、探头基座、水压感应环、LED光源、微型摄影测量相机、内层钢化玻璃、外层钢化玻璃；测量探头通过探头基座与第一栓塞的底部固定，水压感应环设置在探头基座下方，伸缩导线设置在探头基座与水压感应环之间，所述的内层钢化玻璃和外层钢化玻璃构成双层的透明中空外壳，外壳的底部密闭，顶部设有开口，外壳的顶部开口与水压感应环固定连接，外壳内部的顶端和底端分别设有朝向外壳中心的LED光源，两端的LED光源之间的外壳中部内固定设有微型摄影测量相机；

所述的供压装置与发电机通过线缆电连接，供压装置还与水汽交换室通过连接管连接；

所述的导气管一端连接供压装置，另一端穿过一个栓塞后连接伸缩导气管，伸缩导气管的另一端穿入另一个栓塞；

所述的导水管一端连接水汽交换室，另一端穿过一个栓塞后连接伸缩导水管，伸缩导水管的另一端穿入另一个栓塞；

所述的栓塞包含依次设置的第一栓塞和第二栓塞；所述的导气管和导水管平行地穿过第一栓塞的气囊，然后分别与伸缩导气管和伸缩导水管连接，伸缩导气管和伸缩导水管的下端平行地穿入第二栓塞的气囊，直至第二栓塞的气囊底部；所述的导气管和导水管上分别设有刻度；导气管和导水管表面分别带有mm级刻度线，通过活动栓塞下放的长度，实时精确获得单裂隙结构面所在的位置；伸缩导水管通过伸缩变化来控制压水段的长度，并在压水段固定以后通过孔壁上的小孔对特定裂隙面所在部位注水；伸缩导气管与伸缩导水管同时通过伸缩变化来控制压水段的长度，并在压水段固定以后通过孔壁上的小孔对气囊充气，使其膨胀鼓起对压水段上下两端形成封堵；所述的导气管在第一栓塞的气囊内的管身上设有若干导气孔，伸缩导气管的下端穿入第二栓塞的气囊内的管身上也设有若干导气孔；导气孔通过供压装置向气囊充气，栓塞的气囊向外膨胀，气囊采用加入记忆型橡胶制作的气囊，其膨胀时与凹凸不平的孔壁紧密结合在一起；

所述的流量监测计设置在与水汽交换室连接的导水管上；

所述的数据综合处理平台通过线缆与测量探头和流量监测计分别连接；

针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统的使用方法，所述的方法包含：

步骤1，在地面垂直向下打出钻孔，布置好包含供压装置、发电机、水汽交换室、流量监测计、数据综合处理平台的地面装置以后，将两个栓塞构成的可活动的双栓塞结构放入钻孔中，并通过导水管和导气管表面的刻度变化判断栓塞下放的位置；

步骤2，启动测量探头进行数据探测，将摄影测量获得的数据持续传回数据综合处理平台进行处理，当找到特定裂隙结构面所在的位置后，通过处理获得的产状数据对其进行精确定位，并通过栓塞之间的伸缩导水管、伸缩导气管的伸缩确定压水段的长度；

步骤3，通过导气管对栓塞的气囊进行充气，使其与钻孔的孔壁进行紧密接触以后开始加压并通过伸缩导水管注水，测量探头中的水压感应环将水压实时传入数据综合处理平台；

步骤4，通过流量监测计，将压入特定裂隙结构面中的水流量实时传入数据综合处理平台，并结合之前传入的数据计算出该位置单裂隙结构面的水力开度。

2.根据权利要求1所述的针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统，其特征在于，所述的供压装置、发电机、水汽交换室、流量监测计、数据综合处理平台设置在地面上；所述的栓塞带着测量探头和伸缩导水管、伸缩导气管，以及导水管和导气管一端深入由地面向下垂直设置的钻孔中。

3.根据权利要求2所述的针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统，其特征在于，所述的伸缩导水管在两个栓塞之间的管身上设有若干导水孔。

4.根据权利要求1所述的针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统，其特征在于，所述的第一栓塞，在其气囊内还设有一根中空的导管从中间上下贯穿第一栓塞，连接数据综合处理平台的线缆从导管中穿过，再经过探头基座与伸缩导线和测量探头连接；所述的数据综合处理平台设有计算机。

5.根据权利要求1所述的针对特定裂隙面水力开度的原位压水试验系统，其特征在于，所述的发电机是为整个系统提供交、直流电的直流、交流发电机。