CN103966994A - 触探式地下管线探铲 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下管线勘察的技术领域，公开了触探式地下管线探铲，包括探杆、铲头以及沿探杆上下移动的触探锤；探杆的外周壁凸设有腿座，触探锤位于腿座上方；铲头位于腿座的下方，其上端连接于连接端；铲腔内设有环绕铲腔内壁周向布置的凹槽环及弹性卡环，沿铲腔自上而下的方向，凹槽环的直径依序递减，弹性卡环呈具有断口的圆环状，其环绕置于凹槽环中，且高度小于凹槽环的高度。该地下管线探铲具有轻便、有效、适用性广以及误差小等优点，安全性高，解决了人力有限的难题，可穿越所有地下管线的埋藏深度，另外，根据入土一定深度时的锤击数，可评价土体的密实状态，解决了排查管线时无法取样、无法进行原位测试的问题。

Description

触探式地下管线探铲

技术领域

本发明涉及地下管线探铲的技术领域，尤其涉及触探式地下管线探铲。

背景技术

工程勘察为岩土工程中的一个重要分支科学，其主要目的是查明工程建设场地的工程及水文地质条件，查明岩土物理力学性质，为设计提供岩土物理力学等参数，以便进行地基基础、基坑支护及其它相关工程问题的设计。

目前，在城市中进行工程勘察最主要的危险源在于地下管线，包括给水管、排水管、污水管、雨水管、电力管线、通信电缆、燃气管、军用电缆，以及各种地下构筑物，如地下箱涵、地下室、地铁隧道等。

在实际施工过程中，地质钻机轻便，钻探速度快，容易破坏各种地下管线及构筑物。目前，在城市地质勘探中，尤其在人行道、机动车道等地方钻探，已发生大量破坏地下管线，甚至破坏地铁隧道等安全事故，造成巨大的财产损失，甚至危及生命安全。如某勘察单位钻破110KV高压线，导致城市片区停电；某勘察单位钻破主干供水管，导致城市片区停水多天；某勘察单位钻破地铁隧道，导致地铁停止运营等。

由上述可见，在城市地质勘探过程中，地下管线的排查非常重要，也是一大难点。

现有技术中，在城市地质勘探中，排查地下管线的方法有收集各种管线图、现场查看管线标识、物探排查、人工挖探等方法。由于管线种类多，属多个不同的权属单位，收集地下管线图难度大，而且多数管线图老旧，管线位置不准确、或无新埋管线位置。不少管线安全事故中，破坏的管线在管线图中并无标记。通常管线标识比较少，不同管线标识不一样，有的设置隐秘难以寻找，有的无标识，不能有效排查管线。

钻探班组排查管线最直接的方法是物探排查、人工挖探。在条件允许的地方采用挖坑的方法排除管线；当地面为混凝土时，勘探班组通常先用钻机钻穿混凝土，形成直径约13cm的孔洞，再用改装的带长柄的短套管掏洞，以此排查管线。

这几种方法在实施过程中，存在着以下多个缺陷：

1)管线探测仪对管线排查的种类有限，不能排查所有种类的管线，而且信号受干扰因素多，误差比较大。当管线埋深为1m～3m，平面位置误差可达10cm～30cm。勘探钻孔直径一般只有11cm～13cm，平面位置的误差是无法接受的。管线探测仪一般只能作为排查管线的辅助措施；

2)人工挖坑受条件约束多，如在混凝土路面则无法实施；人工挖坑深度亦有限，深度太大则受地下水的影响，且形成深坑，威胁人身安全，存在安全隐患；

3)在钻探班组排查管线中，短套管掏洞排查管线时，由于工具缺陷，土体松散时，常从套管中滑出，无法提出洞口；当土体较密实且有一定深度时，人力有限，掏土困难，常需两人合力或用使用重锤，仍难以掏挖2.0m以下的土层，大部分管线埋藏深度在2.0m以下；

由于现有技术中的各种管线排查方法存在着各种弊端，因此，在工程勘察过程中，难以掏挖土体，无法取原状土样，亦无法做原位测试，对浅部土体的工程力学性质无法评价，无法满足勘察规范的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供触探式地下管线探铲，旨在解决现有技术中的地下管线排查方法存在误差大、安全隐患大以及掏土困难的缺陷，导致无法取原状土样及无法进行原位测试的问题。

本发明是这样实现的，触探式地下管线探铲，包括呈直条状的探杆、铲头以及穿设于所述探杆且可沿所述探杆上下移动的触探锤；所述探杆的下端具有连接端，其外周壁凸设有腿座，所述触探锤位于所述腿座上方；所述铲头位于所述腿座的下方，其中具有下端开口的铲腔，其上端连接于所述连接端；所述铲腔内设有环绕所述铲腔内壁周向布置的凹槽环，沿所述铲腔自上而下的方向，所述凹槽环的直径依序递减；所述铲腔中设有弹性卡环，所述弹性卡环呈具有断口的圆环状，其环绕置于所述凹槽环中，且高度小于所述凹槽环的高度。

与现有技术相比，利用本发明的触探式地下管线探铲在工程勘察中，将触探锤提升至一定高度，锤击腿座，铲头在冲击下，进入土体中，铲头铲腔内侧的土体进入铲头的铲腔内，由于土体与弹性卡环的摩阻力，弹性卡环向上移动，并自然张开，保证土体可以进入铲腔，并填充满铲腔；当铲头的铲腔内装满土体时，工人将探杆上提，铲头中土体由于自重下滑，弹性卡环随土体下移并紧缩，卡住土体，防止土体下滑，最终将土体取出。

在实际施工过程中，重复上述步骤，一直向下触探地下管线，如遇到铲头无法下压时，触探锤产生跳锤，即可取出铲头，查看已经铲出土体的土洞中的物体，以排查是否存在地下管线，最终避免了钻机破坏地下管线的事故。

本实施例提供的触探式地下管线探铲具有轻便、有效、适用性广以及误差小等优点，在勘察地下管线时，可以避免人进入深坑内，安全性高，可有效将各种松散或密实的土体提出洞口，防止土体滑出铲头，并且通过触探锤，解决了人力有限的难题，可穿越所有地下管线的埋藏深度，另外，该触探式地下管线探铲根据入土一定深度时的锤击数，可评价土体的密实状态，解决了排查管线时无法取样、无法进行原位测试的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的触探式地下管线探铲的主视示意图；

图2是本发明实施例提供的探杆与腿座配合的主视示意图；

图3是本发明实施例提供的铲头的半剖示意图；

图4是图3中A处放大示意图；

图5是本发明实施例提供的弹性卡环的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～5所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的触探式地下管线探铲1，运用在工程勘察中，用于排查地下管线。

触探式地下管线探铲1包括探杆11、铲头14以及触探锤12，其中，探杆11呈直条状，其下端形成有连接端111，且在探杆11下端的外周壁上凸设有腿座13，该腿座13位于连接端111的上方；铲头14中具有下端开口的铲腔143，其上端连接在探杆11的连接端111上，这样，铲头14、腿座13以及探杆11呈直条状布置，且铲头14位于腿座13的下方；触探锤12穿设在探杆11中，且可以沿着探杆11上下移动。

本实施例中，在铲头14的铲腔143的内壁上，设置有环形状的凹槽环145，该凹槽环145环绕铲腔143的周向布置，沿铲头14自上而下的方向，凹槽环145的直径依序减小；在铲头14的铲腔143内设有弹性卡环15，该弹性卡环15呈具有断口151的圆环状，且呈环绕状设置在上述的凹槽环145中，且凹槽环145的高度大于弹性卡环15的高度，这样，弹性卡环15则可以在凹槽环145中上下移动。

当上述的触探式地下管线探铲1运用在工程勘察中，进行排查地下管线时，由工人手握探杆11，或者采用其它设备也可以，使得探杆11处于与地面呈垂直状，将触探锤12提升至一定高度，该就是处于腿座13的一定高度上，然后让其自由落体，触探锤12获得动能后，锤击腿座13，将动能传递至腿座13，进而传递至铲头14，铲头14在该冲击下，进入土体中，并且，铲头14铲腔143内侧的土体进入铲头14的铲腔143内，此时，由于土体与弹性卡环15的摩阻力，将凹槽环145内的弹性卡环15向上推，弹性卡环15向上移动后，凹槽环145上部直径变宽，弹性卡环15自然张开，土体亦有一定程度松散，从而保证土体可以进入铲腔143内，并填充满铲腔143。

当铲头14的铲腔143内装满土体时，工人将探杆11上提，铲头14中土体由于自重下滑；由于土体与弹性卡环15的摩阻力，凹槽环145内的弹性卡环15随土体下移，凹槽环145下部的直径变窄，弹性卡环15紧缩，卡住土体，防止土体下滑，最终将土体取出。

在实际施工过程中，重复上述步骤，一直向下触探地下管线，如遇到铲头14无法下压时，触探锤12产生跳锤，即可取出铲头14，查看已经铲出土体的土洞中的物体，以排查是否存在地下管线，最终避免了钻机破坏地下管线的事故。

在利用上述的触探式地下管线探铲1排查地下管线的同时，记录铲头14探铲1进入土体一定深度时的锤击数，与轻型动力触探对比换算，即可判定土体的密实度，解决了排查地下管线时无法取样、无法进行原位测试的问题。

本实施例提供的触探式地下管线探铲1具有轻便、有效、适用性广以及误差小等优点，在勘察地下管线时，可以避免人进入深坑内，安全性高，可有效将各种松散或密实的土体提出洞口，防止土体滑出铲头，并且通过触探锤12，解决了人力有限的难题，可穿越所有地下管线的埋藏深度，另外，该触探式地下管线探铲1根据入土一定深度时的锤击数，可评价土体的密实状态，解决了排查管线时无法取样、无法进行原位测试的问题。

本实施例中，铲头14为薄壁圆管状，其呈长筒状，且上宽下窄，沿铲腔143自上而下的方向，铲腔143的直径依序收缩，也就是直径依序递减，其下端开口的侧壁为环形刀刃144，这样，当铲头14收到腿座13向下冲击时，便于土体进入铲腔143内。

当然，作为其它的实施例，该铲头14也可以呈直筒状，也就是直径一致，这样，只要形成的凹槽环145，沿铲腔143自上而下的方向，其直径依序变小则可，具体设置结构可视实际需要而定。也就是说，无论铲头14的铲腔143形状如何，只要保持凹槽环145的形状，沿铲腔143自上而下的方向，其直径依序变小则可。

触探锤12中设有贯穿其上端及下端的通孔，探杆11穿过该触探锤12，这样，触探锤12则可以沿着探杆11上下移动。

为了便于人工提起触探锤12进行操作，本实施例的外侧壁朝外延伸有外沿杆121，这样，工人只需要握住外沿杆121，则便于操作触探锤12在探杆11上下移动；当然，为了使得整个触探锤12平衡受力，本实施例中的触探锤12为圆柱体，上述的通孔穿过该圆柱体的中心线，并且，在触探锤12的外侧壁上凸设多个外沿杆121，该多个外沿杆121均匀相间环绕触探锤12外周布置。

当触探锤12提起后，其自由落体击打在腿座13上，为了增加触探锤12与腿座13之间的相互作用面积，本实施例中，腿座13呈锥台状，其呈倒置布置，也就是大端面朝上布置，小端面朝下布置，这样，触探锤12在击打腿座13时，则是直接击打在其大端面上。

腿座13与探杆11之间可以是一体成型，也可以是分开制造，并装配，例如将探杆11的下端之间穿过腿座13中，并实现两者连接则可，可以通过螺纹连接，或者直接焊接，或者，为了便于腿座13在探杆11上的位置变换，还可以采用一些活动连接结构活动连接。

铲头14的上端设有连接头142，该连接头142连接在探杆11的连接端111上，从而使得铲头14与探杆11之间连接为一体。

铲头14的连接头142与探杆11的连接端111之间的连接方式可以多样化，本实施例中，连接头142中设有螺纹孔，相对应地，连接端111的外周上设有外螺纹，从而连接端111螺纹连接在螺纹孔中则可。

当触探锤12击打在腿座13上，腿座13再将击打力传递至铲头14上，为了避免击打力直接捶打在铲头14上，影响铲头14与探杆11之间的连接，本实施例中，当铲头14连接在探杆11上后，腿座13的下端置于铲头14的上方，也就是铲头14的上端与腿座13的下端之间具有间隔，两者之间隔开布置。这样，触探锤12击打的腿座13上后，使得探杆11产生朝下的作用下，该作用力驱动铲头14一起朝下移动，也就是不仅不会破坏铲头14与探杆11之间的连接，且可以加强两者之间的连接稳固性。

本实施例中，上述的弹性卡环15为弹性片，该弹性片弯折形成具有断口151的圆环状，这样，由于断口151的原因，当弹性片受到径向压力时，圆环直径则缩小，当径向压力撤掉时，圆环直径则会恢复至原始形状。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.触探式地下管线探铲，其特征在于，包括呈直条状的探杆、铲头以及穿设于所述探杆且可沿所述探杆上下移动的触探锤；所述探杆的下端具有连接端，其外周壁凸设有腿座，所述触探锤位于所述腿座上方；所述铲头位于所述腿座的下方，其中具有下端开口的铲腔，其上端连接于所述连接端；所述铲腔内设有环绕所述铲腔内壁周向布置的凹槽环，沿所述铲腔自上而下的方向，所述凹槽环的直径依序递减；所述铲腔中设有弹性卡环，所述弹性卡环呈具有断口的圆环状，其环绕置于所述凹槽环中，且高度小于所述凹槽环的高度。

2.如权利要求1所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述铲腔呈上宽下窄的圆筒状，沿所述铲腔自上而下的方向，所述铲腔的直径依序递减。

3.如权利要求1或2所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述触探锤呈圆柱状，其中设有贯穿其上下端的通孔，所述通孔穿过所述触探锤的中心线，所述探杆穿设于所述通孔中。

4.如权利要求1或2所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述触探锤的外侧壁朝外延伸有多个外沿杆，该多个所述外沿杆均匀相间环绕所述触探锤的外周布置。

5.如权利要求1或2所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述腿座呈锥台状，其大端面朝上布置，且小端面朝下布置。

6.如权利要求5所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述铲头的上端与所述腿座的下端之间具有间隔。

7.如权利要求1或2所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述弹性卡环为弹性片，所述弹性片弯折形成具有断口的圆环状。

8.如权利要求1或2所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述铲头的上端设有连接头，所述连接头连接于所述探杆的连接端。

9.如权利要求8所述的触探式地下管线探铲，其特征在于，所述连接头中设有螺纹孔，所述连接端的外周设有外螺纹，所述连接端置于所述螺纹孔中，且与螺纹孔螺纹连接。