CN106291471A - 一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置及使用方法，包括升降台，所述升降台顶部通过连接固定件与横置或竖置的框式导轨连接；所述框式导轨一端固定滑轮，另一端固定绕线盘；所述绕线盘与向框式导轨内部延伸的溜尾绳连接，溜尾绳与地质雷达连接，地质雷达还与牵引绳连接，牵引绳绕过滑轮与牵引提升装置连接，牵引提升装置拉动牵引绳进而带动地质雷达移动完成自动探测。本发明相对于人工操作，机械操作更容易控制雷达天线的匀速移动，从而可以避免因人工手持雷达天线不匀速移动导致的探测误差，提高了探测的效率和预报的准确性。

Description

一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置及使用方法。

背景技术

随着我国铁路隧道技术的发展，在隧道施工过程中面临的地质条件也越来越复杂。为保证隧道施工过程中的人员及财产安全，对掌子面前方地质情况进行超前预报已成为不良地质地区隧道施工的必要环节。地质雷达作为一种使用方便，探测快捷的短距离物探方法，在铁路隧道超前地质预报中得到了广泛的应用。但目前在实际操作中还存在着以下问题：

1、地质雷达操作人员一般会采用手持雷达天线接触掌子面岩体的方式进行探测，因此会不可避免的接触到未支护的掌子面，未支护的掌子面及隧道拱顶可能会存在掉块，塌方等问题，特别在雷达天线的扰动下，雷达操作人员的安全不能得到有效保障。

2、在大断面隧道地质预报中，受人员活动范围所限，单纯靠人工抬举天线的探测方式难以覆盖整个掌子面，目前尚未有有效方便的探测方法。

3、受掌子面复杂情况的限制，即使是操作熟练的技术人员也无法精确的控制天线的移动速度，而铁路隧道探测中普遍采用时间测量方式，若单位时间内天线的移动距离不一致，就无法精准定位掌子面前方的不良地质体。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种操作简单，方便实用的用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置及使用方法，能使操作人员在安全区域控制雷达天线沿制定路径探测，保证操作人员的安全，并能使测线覆盖整个掌子面，提高预报准确率。在铁路隧道超前地质探测中，实用性较强。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置，包括升降台，所述升降台顶部通过连接固定件与横置或竖置的框式导轨连接；所述框式导轨一端固定滑轮，另一端固定绕线盘；所述绕线盘与向框式导轨内部延伸的溜尾绳连接，溜尾绳与地质雷达连接，地质雷达还与牵引绳连接，牵引绳绕过滑轮与牵引提升装置连接，牵引提升装置拉动牵引绳进而带动地质雷达移动完成自动探测。

所述升降台底部固定在底座上，升降台顶部固定有升降台基座；保证整个装置的稳固性，使地质雷达探测辅助装置能正常工作，保证探测的准确性。

所述连接固定件和牵引提升装置均固定在升降台基座上；在升降台顶部设置升降台基座，能更好更稳固的固定连接固定件和牵引提升装置，同时将牵引提升装置和连接固定件均固定在升降台基座上，可以使牵引提升装置随框式导轨一起升降，更好的实现牵引提升装置与框式导轨之间的配合，进而更准确的进行探测。

所述地质雷达通过导轮与框式导轨连接；在地质雷达上设置导轮，地质雷达通过导轮设置在框式导轨上，可以保证地质雷达沿框式导轨移动，从而自动检测。

所述滑轮固定在框式导轨的第一侧边，绕线盘固定在与第一侧边相对的框式导轨的第二侧边，所述导轮连接在框式导轨的第三侧边和/或第四侧边上；将滑轮和绕线盘相对设置，在地质雷达两侧一侧连接溜尾绳，一侧连接牵引绳，由牵引提升装置拉动牵引绳带动地质雷达移动，地质雷达两侧均连接绳索，可使其沿框式导轨移动的过程更可靠的进行，地质雷达两侧受力均衡，不容易损坏。

所述牵引提升装置为卷扬机；使用卷扬机来带动地质雷达移动，操作简便。

所述框式导轨由非金属复合材料制成，减少探测时的干扰。

所述牵引提升装置上设有信号接收装置，信号接收装置与信号发射装置通信，信号接收装置与控制器连接，控制器控制牵引提升装置运行或停止；设置信号接收装置和控制器后，可以使探测人员撤离至安全区域后利用信号发射装置操控隧道内的牵引提升装置，更好的保证了探测人员的安全。

一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：根据探测需要的测线走向，确定框式导轨以横置或竖置形式固定在升降台上；

步骤2：调节牵引提升装置的运行速度，人员撤离至安全区域，遥控牵引提升装置带动地质雷达沿框式导轨匀速移动，采集探测数据；

步骤3：根据现场探测要求，调节框式导轨的位置与朝向，重复步骤2，采集多条测线的探测数据。

所述步骤1中，若测线位置高于框式导轨的最高位置时，控制升降台将框式导轨提升至测线布置区域。

本发明的工作原理为：

通过设置框式导轨，将地质雷达横置或竖置设置在框式导轨上，地质雷达沿框式导轨移动即可实现横向或竖向对隧道进行探测；将地质雷达一端通过牵引绳与牵引提升装置连接，地质雷达另一端通过溜尾绳与绕线盘连接，设置完成后人员可撤离至安全区域，遥控控制牵引提升装置带动地质雷达沿框式导轨匀速移动，自动采集更为准确的探测数据，也保证了人员的安全。

本发明的有益效果为：

1、本发明相对于人工操作，机械操作更容易控制雷达天线的匀速移动，从而可以避免因人工手持雷达天线不匀速移动导致的探测误差，提高了探测的效率和预报的准确性。

2、本发明采用可遥控的小型卷扬机，探测人员在远离掌子面的安全区域即可控制天线的移动，减少了探测人员暴露在危险区域的时间，保证探测人员的安全。

3、本发明采用手动升降台，可将天线托举到传统人工探测十分不便的掌子面中上部进行探测，从而提高了预报的准确性。

附图说明

图1为测线水平时的本发明探测辅助装置的示意图；

图2为测线垂直时的本发明探测辅助装置的示意图；

图中，1.底座；2.升降台；3.升降台基座；4.卷扬机；5.连接固定件；6.框式导轨；7.滑轮；8.牵引绳；9.地质雷达；10.溜尾绳；11.绕线盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图2所示，用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置，包括升降台2及框式导轨6，通过调节升降台2高度可提升框式导轨6的空间位置；升降台2底部固定在底座1上，升降台2顶部固定有升降台基座3，保证整个装置的稳固性，使地质雷达探测辅助装置能正常工作，保证探测的准确性。升降台2可根据测线的位置调整导轨的高度，满足掌子面不同高度位置的探测要求。

升降台2顶部通过连接固定件5与横置或竖置的框式导轨6连接；框式导轨6一端固定滑轮7，另一端固定绕线盘11；绕线盘11与向框式导轨6内部延伸的溜尾绳10连接，溜尾绳10与地质雷达9一端连接，地质雷达9另一端还与牵引绳8连接，牵引绳8绕过滑轮7与牵引提升装置连接。本发明中牵引提升装置采用卷扬机4，探测时卷扬机线缆带动地质雷达在预设测线上自动行走，实现自动探测。

连接固定件5和卷扬机4均固定在升降台基座3上；在升降台顶部设置升降台基座，能更好更稳固的固定连接固定件和牵引提升装置，同时将牵引提升装置和连接固定件均固定在升降台基座上，可以使牵引提升装置随框式导轨一起升降，更好的实现牵引提升装置与框式导轨之间的配合，进而更准确的进行探测。

滑轮7固定在框式导轨6的第一侧边，绕线盘11固定在与第一侧边相对的框式导轨6的第二侧边，导轮连接在框式导轨6的第三侧边和/或第四侧边上；将滑轮和绕线盘相对设置，在地质雷达两侧一侧连接溜尾绳，一侧连接牵引绳，由牵引提升装置拉动牵引绳带动地质雷达移动，地质雷达两侧均连接绳索，可使其沿框式导轨移动的过程更可靠的进行，地质雷达两侧受力均衡，不容易损坏。

牵引提升装置(即卷扬机4，考虑到装置成本及现场使用灵活度等综合因素，卷扬机是较为理想的牵引提升装置)上设有信号接收装置，信号接收装置与信号发射装置通信，信号接收装置与控制器连接，控制器控制牵引提升装置运行或停止；设置信号接收装置和控制器后，可以使探测人员撤离至安全区域后利用信号发射装置操控隧道内的牵引提升装置，更好的保证了探测人员的安全。

框式导轨6上设有滑轮7与绕线盘11，滑轮7和绕线盘11可通过夹具固定于框式导轨6上。

卷扬机4为可变速遥控卷扬机，额定功率为350W，电压220V，最大吊装重量50kg，可通过有线遥控器进行远距离操控。操作人员可以在安全区域遥控位于升降台2上的卷扬机4牵引地质雷达9沿预先布置的测线移动。该装置可满足对掌子面不同区域的探测要求，通过机械操作，避免了因人工手持雷达天线不匀速移动导致的探测误差，提高了探测的效率和预报的准确性，保证了操作人员的安全。

升降台2额定功率为1.5KW，起升高度5m，最大负重400kg。

框式导轨6采用采用非金属复合材料，如树脂基复合材料，其具有强度高，重量轻等特点，同时可以减少探测时对接收信号的干扰，其宽度为50mm，有效承重量为50kg，框式导轨6上带有4只导轮，其位于地质雷达9的四角，其作用是保证地质雷达9沿框式导轨6平稳移动。框式导轨6也可以采用玻璃纤维复合材料或有机纤维复合材料。

用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：通过预先固定在地质雷达9四周的导轮将地质雷达9安装在框式导轨6上；

步骤2：将滑轮7和绕线盘11通过夹具固定在框式导轨6上；

步骤3：安装好牵引绳8与溜尾绳10，并将其与地质雷达9连接；

步骤4：根据探测需要的测线走向，确定装置框式导轨6的横置或竖置。若测线为水平走向，则横置框式导轨6，用连接固定件5连接框式导轨6与升降台基座3；若测线为垂直走向，则根据测线位置设置好底座1的位置，竖置框式导轨6，用连接固定件5(此时可采用杆式结构)连接框式导轨6与升降台基座3；

步骤5：若测线为水平走向且在掌子面中上方，则控制升降台2将框式导轨6提升至测线布置区域测线(测线竖直时雷达天线由上至下沿导轨移动，设置好底座1的位置的话，也可不调整框式导轨的位置)；

步骤7：调节卷扬机4运行速度，人员撤离至安全区域，用遥控器控制地质雷达9匀速移动，采集数据；

步骤8：根据现场探测要求，调节框式导轨6的高度及朝向，重复上步骤过程，采集多条测线的数据。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于铁路隧道的地质雷达探测辅助装置，其特征是，包括升降台，所述升降台顶部通过连接固定件与横置或竖置的框式导轨连接；所述框式导轨一端固定滑轮，另一端固定绕线盘；所述绕线盘与向框式导轨内部延伸的溜尾绳连接，溜尾绳与地质雷达连接，地质雷达还与牵引绳连接，牵引绳绕过滑轮与牵引提升装置连接，牵引提升装置拉动牵引绳进而带动地质雷达移动完成自动探测。

2.如权利要求1所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述升降台底部固定在底座上，升降台顶部固定有升降台基座。

3.如权利要求2所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述连接固定件和牵引提升装置均固定在升降台基座上。

4.如权利要求1所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述地质雷达通过导轮与框式导轨连接。

5.如权利要求4所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述滑轮固定在框式导轨的第一侧边，绕线盘固定在与第一侧边相对的框式导轨的第二侧边。

6.如权利要求5所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述导轮连接在框式导轨的第三侧边和/或第四侧边上。

7.如权利要求1所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述框式导轨由非金属复合材料制成。

8.如权利要求1所述的地质雷达探测辅助装置，其特征是，所述牵引提升装置上设有信号接收装置，信号接收装置与信号发射装置通信，信号接收装置与控制器连接，控制器控制牵引提升装置运行或停止。

9.如权利要求1-8任一项所述的地质雷达探测辅助装置的使用方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：根据探测需要的测线走向，确定框式导轨以横置或竖置形式固定在升降台上；

步骤2：调节牵引提升装置的运行速度，人员撤离至安全区域，遥控牵引提升装置带动地质雷达沿框式导轨匀速移动，采集探测数据；

步骤3：根据现场探测要求，调节框式导轨的位置与朝向，重复步骤2，采集多条测线的探测数据。

10.如权利要求9所述的地质雷达探测辅助装置的使用方法，其特征是，所述步骤1中，若测线位置高于框式导轨的最高位置时，控制升降台将框式导轨提升至测线布置区域。