CN117988708A - 一种盾构机搭载超前地质预报装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质预报技术领域，且公开了一种盾构机搭载超前地质预报装置及系统，包括刀盘和管体，管体的内部设有固定环，固定环上主驱动马达，主驱动马达的输出端上安装有刀盘，固定环的内侧设有筒体，筒体通过连接杆与固定环连接，筒体上安装有环座，环座上安装有钻机和伸缩检测器，管体的侧面上贯穿有若干个矩形槽孔，钻机的端部和伸缩检测器的端部均通过矩形槽孔伸出管体。本发明通过液压伸缩杆伸长，安装有固定座的转动座端部向上抬高，调整需要钻孔的角度，便于实现调节。

Description

一种盾构机搭载超前地质预报装置及系统

技术领域

本发明涉及地质预报技术领域，具体为一种盾构机搭载超前地质预报装置及系统。

背景技术

隧道施工通常采用钻爆法和掘进机法，在遭遇不良地质段时常常发生突水突泥、塌方等地质灾害，易引发卡机甚至机毁人亡等重大事故；在工程应用中，最为有效的解决办法就是采用地震法超前地质探测技术提前探明掌子面前方的地质情况，尤其是断层和破碎带等，从而预先制定合理的处理措施和应对预案。

超前地质预报是在隧道开挖前或开挖过程中，对掌子面前方及其周边的围岩等级与地质情况做出超前预报的方法，超前地质预报能够及时获取掌子面前方地质信息，有效地防止施工过程中地质灾害的发生。现有的设备钻孔和检测设备不能够进行组合使用，使用过程中需要长距离的移动设备，操作过程繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构机搭载超前地质预报装置及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种盾构机搭载超前地质预报装置，包括刀盘和管体，所述管体的内部设有固定环，所述固定环上主驱动马达，主驱动马达的输出端上安装有刀盘，所述固定环的内侧设有筒体，所述筒体通过连接杆与固定环连接，所述筒体上安装有环座，所述环座上安装有钻机和伸缩检测器，所述管体的侧面上贯穿有若干个矩形槽孔，所述钻机的端部和伸缩检测器的端部均通过矩形槽孔伸出管体；

使用时，在需要进行探测的过程中，通过安装的环座转动，将环座上安装的钻机送到需要进行打孔的位置，同时该位置与一个矩形槽孔相对应；

通过液压伸缩杆伸长，安装有固定座的转动座端部向上抬高，调整需要钻孔的角度；

通过启动钻机实现钻孔电机带动钻杆转动，通过继续启动丝杆电机，工作的丝杆电机带动丝杆转动，转动的丝杆推动活动座向安装的固定座一侧运动，实现钻杆的端部以及端部连接的集污罩向第一活动环的一侧运动。

进一步地，所述管体的轴线与筒体的轴线重合，所述筒体向远离刀盘的一侧延伸，相邻的两个连接杆之间形成有孔洞，所述钻机的端部和伸缩检测器的端部均可穿过孔洞。

进一步地，所述环座套接在筒体的外侧，所述环座的外表面上设有若干个沿轴线方向分布的凸台，所述凸台上安装有钻机或伸缩检测器，所述环座的端部固定有同轴线分布的环形齿环，筒体的内壁上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上安装有传动齿轮，传动齿轮位于环形齿环的内侧并与环形齿环相互啮合。

进一步地，所述钻机包括连接座、转动座和活动座，所述连接座通过螺钉固定安装在凸台上，所述连接座的上表面设有铰接台和长槽，所述铰接台和长槽分别位于连接座上表面的两端，所述转动座的底端设有卡接座，所述连接座与转动座之间通过铰接台与卡接座配合安装，长槽内转动安装液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的另一端与转动座连接，所述转动座为矩形框体结构，所述转动座内沿长度方向安装有丝杆，所述转动座的外侧固定安装有丝杆电机，所述丝杆电机的输出端与丝杆的输入端连接，丝杆上配合安装有活动座，所述活动座沿转动座的表面运动，所述活动座上固定安装有钻孔电机，所述钻孔电机的输出端上连接有钻杆，所述钻杆的端部穿过矩形槽孔。

进一步地，所述转动座的一端固定有固定座，所述固定座的一侧设有集污罩，所述集污罩形成一个空腔，所述集污罩的底端设有排污管，所述钻杆的端部穿过集污罩向另一侧移动。

进一步地，所述管体的内侧设有第一活动环和第二活动环，所述第一活动环和第二活动环分别位于固定环的两侧，所述第一活动环与第二活动环之间通过若干个限位杆连接，所述固定环上开设有若干个光孔，所述限位杆穿过对应的光孔，所述固定环与第二活动环之间通过若干个液压顶杆连接，所述固定环的侧面开设有若干个深槽，所述液压顶杆的底座固定在深槽内，所述液压顶杆的伸缩端与第二活动环连接。

进一步地，所述第一活动环上开设有若干个凹槽，所述凹槽与矩形槽孔一一对应，钻杆的端部经过凹槽穿过矩形槽孔。

进一步地，所述凹槽的相对两侧面上均贯穿有通孔，所述通孔内安装有杆体，钻杆的端部经过杆体穿过矩形槽孔；

钻杆的端部以及集污罩经过安装的杆体向对应的矩形槽孔移动，集污罩通过矩形槽孔的阻挡留在管体的内部，随着活动座沿转动座的倾角向上移动，实现钻杆的端部伸入管体外侧的岩层中实现钻孔，钻孔过程中产生的废液沿钻杆的进入到集污罩内，从而实现排出，直至活动座运动至最上端。

一种盾构机搭载超前地质预报系统，包括雷达探测端，所述雷达探测端包括发射机和接收机，用于通过设置的地质勘探点，获取原始地质勘探点的勘探数据。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过液压伸缩杆伸长，安装有固定座的转动座端部向上抬高，调整需要钻孔的角度，通过启动钻机实现钻孔电机带动钻杆转动，通过继续启动丝杆电机，工作的丝杆电机带动丝杆转动，转动的丝杆推动活动座向安装的固定座一侧运动，实现钻杆的端部以及端部连接的集污罩向第一活动环的一侧运动，便于实现调节。

本发明在钻孔的过程中，通过液压顶杆伸长，推动第二活动环以及与第二活动环连接的第一活动环向一侧运动，从而实现第一活动环上设有的杆体与钻杆接触，从而实现对钻杆进行支撑。

本发明完成钻孔后，安装的活动座和转动座复位，通过环座转动实现环座上安装的伸缩检测器与钻孔位置对齐，便于进行其他工作。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为本发明局部结构示意图；

图4为本发明环座与钻机安装结构示意图；

图5为本发明环座与钻机安装仰视图；

图6为本发明环座与钻机安装剖面结构示意图；

图7为本发明图6的A出放大结构示意图；

图8为本发明环座剖面结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

图中：1、刀盘；2、管体；201、固定环；202、筒体；203、连接杆；204、深槽；205、光孔；206、矩形槽孔；3、第一活动环；301、第一圆孔；302、凹槽；303、通孔；304、杆体；4、第二活动环；401、第二圆孔；5、限位杆；6、液压顶杆；7、环座；701、凸台；702、环形齿环；8、钻机；801、连接座；8011、铰接台；8012、长槽；802、转动座；8021、卡接座；803、丝杆；804、丝杆电机；805、活动座；806、固定座；807、集污罩；808、液压伸缩杆；809、钻杆；810、钻孔电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，

请参阅图1-图8所示，本发明为一种盾构机搭载超前地质预报装置，包括刀盘1和管体2，管体2的内部设有固定环201，固定环201上主驱动马达，主驱动马达的输出端上安装有刀盘1，固定环201的内侧设有筒体202，筒体202通过连接杆203与固定环201连接，筒体202上安装有环座7，环座7上安装有钻机8和伸缩检测器，管体2的侧面上贯穿有若干个矩形槽孔206，钻机8的端部和伸缩检测器的端部均通过矩形槽孔206伸出管体2；

使用时，在需要进行探测的过程中，通过安装的环座7转动，将环座7上安装的钻机8送到需要进行打孔的位置，同时该位置与一个矩形槽孔206相对应；

通过液压伸缩杆808伸长，安装有固定座806的转动座802端部向上抬高，调整需要钻孔的角度；

通过启动钻机8实现钻孔电机810带动钻杆809转动，通过继续启动丝杆电机804，工作的丝杆电机804带动丝杆803转动，转动的丝杆803推动活动座805向安装的固定座806一侧运动，实现钻杆809的端部以及端部连接的集污罩807向第一活动环3的一侧运动。

管体2的轴线与筒体202的轴线重合，筒体202向远离刀盘1的一侧延伸，相邻的两个连接杆203之间形成有孔洞，所述钻机8的端部和伸缩检测器的端部均可穿过孔洞。

环座7套接在筒体202的外侧，环座7的外表面上设有若干个沿轴线方向分布的凸台701，凸台701上安装有钻机8或伸缩检测器，环座7的端部固定有同轴线分布的环形齿环702，筒体202的内壁上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上安装有传动齿轮，传动齿轮位于环形齿环702的内侧并与环形齿环702相互啮合。

钻机8包括连接座801、转动座802和活动座805，连接座801通过螺钉固定安装在凸台701上，连接座801的上表面设有铰接台8011和长槽8012，铰接台8011和长槽8012分别位于连接座801上表面的两端，转动座802的底端设有卡接座8021，连接座801与转动座802之间通过铰接台8011与卡接座8021配合安装，长槽8012内转动安装液压伸缩杆808，液压伸缩杆808的另一端与转动座802连接，转动座802为矩形框体结构，转动座802内沿长度方向安装有丝杆803，转动座802的外侧固定安装有丝杆电机804，丝杆电机804的输出端与丝杆803的输入端连接，丝杆803上配合安装有活动座805，活动座805沿转动座802的表面运动，活动座805上固定安装有钻孔电机810，钻孔电机810的输出端上连接有钻杆809，钻杆809的端部穿过矩形槽孔206。

转动座802的一端固定有固定座806，固定座806的一侧设有集污罩807，集污罩807形成一个空腔，集污罩807的底端设有排污管，钻杆809的端部穿过集污罩807向另一侧移动。

管体2的内侧设有第一活动环3和第二活动环4，第一活动环3和第二活动环4分别位于固定环201的两侧，第一活动环3与第二活动环4之间通过若干个限位杆5连接，固定环201上开设有若干个光孔205，限位杆5穿过对应的光孔205，固定环201与第二活动环4之间通过若干个液压顶杆6连接，固定环201的侧面开设有若干个深槽204，液压顶杆6的底座固定在深槽204内，液压顶杆6的伸缩端与第二活动环4连接。

第一活动环3上开设有若干个凹槽302，凹槽302与矩形槽孔206一一对应，钻杆809的端部经过凹槽302穿过矩形槽孔206。

凹槽302的相对两侧面上均贯穿有通孔303，通孔303内安装有杆体304，钻杆809的端部经过杆体304穿过矩形槽孔206。

使用时，在需要进行探测的过程中，通过安装的环座7转动，将环座7上安装的钻机8送到需要进行打孔的位置，同时该位置与一个矩形槽孔206相对应；

通过液压伸缩杆808伸长，安装有固定座806的转动座802端部向上抬高，调整需要钻孔的角度；

通过启动钻机8实现钻孔电机810带动钻杆809转动，通过继续启动丝杆电机804，工作的丝杆电机804带动丝杆803转动，转动的丝杆803推动活动座805向安装的固定座806一侧运动，实现钻杆809的端部以及端部连接的集污罩807向第一活动环3的一侧运动；

钻杆809的端部以及集污罩807经过安装的杆体304向对应的矩形槽孔206移动，集污罩807通过矩形槽孔206的阻挡留在管体2的内部，随着活动座805沿转动座802的倾角向上移动，实现钻杆809的端部伸入管体2外侧的岩层中实现钻孔，钻孔过程中产生的废液沿钻杆809的进入到集污罩807内，从而实现排出，直至活动座805运动至最上端；

在钻孔的过程中，通过液压顶杆6伸长，推动第二活动环4以及与第二活动环4连接的第一活动环3向一侧运动，从而实现第一活动环3上设有的杆体304与钻杆809接触，从而实现对钻杆809进行支撑；

完成钻孔后，安装的活动座805和转动座802复位，通过环座7转动实现环座7上安装的伸缩检测器与钻孔位置对齐。

伸缩检测器包括伸缩杆和雷达探测端，通过伸缩杆将安装的雷达探测端伸入开设好的深孔内；

实施例2，

一种盾构机搭载超前地质预报系统，包括雷达探测端，雷达探测端包括发射机和接收机，用于通过设置的地质勘探点，获取原始地质勘探点的勘探数据；

基于每个原始地质勘探点生成的平面坐标、三维空间坐标及测点反射系数，生成曲面地质等势面；基于曲面地质等势面，根据测点反射系数的基准值，生成用于隧道超前地质预报的地质预报临界面。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种盾构机搭载超前地质预报装置，包括刀盘(1)和管体(2)，其特征在于：

所述管体(2)的内部设有固定环(201)，所述固定环(201)上主驱动马达，主驱动马达的输出端上安装有刀盘(1)；

所述固定环(201)的内侧设有筒体(202)，所述筒体(202)通过连接杆(203)与固定环(201)连接，所述筒体(202)上安装有环座(7)；

所述环座(7)上安装有钻机(8)和伸缩检测器；

所述管体(2)的侧面上贯穿有若干个矩形槽孔(206)，所述钻机(8)的端部和伸缩检测器的端部均通过矩形槽孔(206)伸出管体(2)。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述管体(2)的轴线与筒体(202)的轴线重合，所述筒体(202)向远离刀盘(1)的一侧延伸；

相邻的两个连接杆(203)之间形成有孔洞，所述钻机(8)的端部和伸缩检测器的端部均可穿过孔洞。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述环座(7)套接在筒体(202)的外侧，所述环座(7)的外表面上设有若干个沿轴线方向分布的凸台(701)；

所述凸台(701)上安装有钻机(8)或伸缩检测器；

所述环座(7)的端部固定有同轴线分布的环形齿环(702)，筒体(202)的内壁上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上安装有传动齿轮，传动齿轮位于环形齿环(702)的内侧并与环形齿环(702)相互啮合。

4.根据权利要求1所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述钻机(8)包括连接座(801)、转动座(802)和活动座(805)，所述连接座(801)通过螺钉固定安装在凸台(701)上，所述连接座(801)的上表面设有铰接台(8011)和长槽(8012)，所述铰接台(8011)和长槽(8012)分别位于连接座(801)上表面的两端；

所述转动座(802)的底端设有卡接座(8021)，所述连接座(801)与转动座(802)之间通过铰接台(8011)与卡接座(8021)配合安装，长槽(8012)内转动安装液压伸缩杆(808)，所述液压伸缩杆(808)的另一端与转动座(802)连接；

所述转动座(802)为矩形框体结构，所述转动座(802)内沿长度方向安装有丝杆(803)，所述转动座(802)的外侧固定安装有丝杆电机(804)，所述丝杆电机(804)的输出端与丝杆(803)的输入端连接；

丝杆(803)上配合安装有活动座(805)，所述活动座(805)沿转动座(802)的表面运动；

所述活动座(805)上固定安装有钻孔电机(810)，所述钻孔电机(810)的输出端上连接有钻杆(809)，所述钻杆(809)的端部穿过矩形槽孔(206)。

5.根据权利要求4所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述转动座(802)的一端固定有固定座(806)，所述固定座(806)的一侧设有集污罩(807)，所述集污罩(807)形成一个空腔，所述集污罩(807)的底端设有排污管；

所述钻杆(809)的端部穿过集污罩(807)向另一侧移动。

6.根据权利要求1所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述管体(2)的内侧设有第一活动环(3)和第二活动环(4)，所述第一活动环(3)和第二活动环(4)分别位于固定环(201)的两侧；

所述第一活动环(3)与第二活动环(4)之间通过若干个限位杆(5)连接，所述固定环(201)上开设有若干个光孔(205)，所述限位杆(5)穿过对应的光孔(205)；

所述固定环(201)与第二活动环(4)之间通过若干个液压顶杆(6)连接，所述固定环(201)的侧面开设有若干个深槽(204)，所述液压顶杆(6)的底座固定在深槽(204)内，所述液压顶杆(6)的伸缩端与第二活动环(4)连接。

7.根据权利要求6所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述第一活动环(3)上开设有若干个凹槽(302)，所述凹槽(302)与矩形槽孔(206)一一对应，钻杆(809)的端部经过凹槽(302)穿过矩形槽孔(206)。

8.根据权利要求7所述的一种盾构机搭载超前地质预报装置，其特征在于：所述凹槽(302)的相对两侧面上均贯穿有通孔(303)，所述通孔(303)内安装有杆体(304)，钻杆(809)的端部经过杆体(304)穿过矩形槽孔(206)。

9.一种盾构机搭载超前地质预报系统，包括雷达探测端，其特征在于：所述雷达探测端包括发射机和接收机，用于通过设置地地质勘探点，获取原始地质勘探点的勘探数据。