CN215332798U

CN215332798U - 一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置

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Publication number: CN215332798U
Application number: CN202121869439.XU
Authority: CN
Inventors: 柴韬; 刘阳; 刘伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-11
Filing date: 2021-08-11
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2031-08-11

Abstract

本实用新型公开了一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，包括声波探测装置、摄像装置及可滑动地设置于斜井先导孔内的导管，所述导管包括中空的安装节及若干中空的延长节，所述安装节与延长节之间及相邻延长节之间均通过连接件可拆卸连接；所述声波探测装置固定于安装节内的尾端，包括声波探测器及径向换能器，所述摄像装置固定于安装节的首端，并在安装节的头部设有透明防护罩；本实用新型相较于超前钻探法在斜井围岩地质检测中因存在钻孔难度大而导致操作复杂、检测难度大，可以在无需钻孔和外部震源的情况下，利用斜井先导孔对围岩地质通过影像和声波折射进行检测，操作便捷，无需额外钻孔。

Description

一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置

技术领域

本实用新型涉及围岩地质检测装置领域，具体涉及到一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置。

背景技术

斜井是水利水电工程施工中的重要建筑物，施工难度大，有明显的特殊性，对斜井围岩地质检测是保证施工进度和安全的重要技术手段，在斜井施工过程中采用超前地质预报对围岩地质进行检测。

目前采用的方法为：第一、采用地质调查法根据已有勘测资料，利用地质罗盘、地质锤、放大镜、数码相机或摄像机等工具，通过踏勘、现场调查、开展地表补充地质调查和隧道内地质素描，经过地层层序对比、地层分界线及构造线在底下和地表的相关分析、断层要素与隧道几何参数的相关分析、临近隧道不良地质体的千兆分析等，推测开挖掌子面前方可能揭示的地址情况。这种方法对斜井围岩地质预测距离有限、准确性低，无法满足施工对围岩地质检测的需要。第二、采用超前钻探法是利用钻机在隧道开挖工作面进行水平钻探获取开挖面前方的地质信息。在斜井围岩地质检测中因存在钻孔难度大、成本高、检测准确性低，无法满足施工对围岩地质检测的需要。第三、采用物探法是利用弹性波反射法、电磁波反射法、瞬变电磁法、高分辨率电流法、红外线法等，通过人工激发的地震波、声波在不均匀的地址体重所产生的反射波特性来预报隧道开挖工作面前方地质情况的方法。在斜井检测中存在检测成本高、斜井预测准确性低、无法满足施工对检测的需要。

因此需要一种结果准确、成本低廉、操作便捷的斜井围岩地质检测装置。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，现有斜井围岩地质检测普遍存在检测准确度不足，操作复杂，检测成本高，钻孔难度大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，包括声波探测装置、摄像装置及可滑动地设置于斜井先导孔内的导管，所述导管包括中空的安装节及若干中空的延长节，所述安装节与延长节之间及相邻延长节之间均通过连接件可拆卸连接；所述声波探测装置固定于安装节内的尾端，包括声波探测器及径向换能器，所述摄像装置固定于安装节的首端，并在安装节的头部设有透明防护罩；还包括设置于斜井先导孔外的数据处理组件，所述数据处理组件包括与径向换能器电连接的声波分析仪、与摄像装置电连接的成像显示仪及为装置提供电力的蓄电池。

特别的，在所述延长节的外侧壁上设有均匀分布的至少两个导向装置。

特别的，所述导向装置的数量为四个。

特别的，所述导向装置包括固定于延长节外侧壁上的导向轮伸缩柱，所述导向轮伸缩柱包括带有伸缩腔的外套筒，还包括带有长条状限位板的内筒，在外套筒的顶端设有与长条状限位板匹配的插槽，在所述伸缩腔内还设有压缩弹簧；还包括设置于内筒顶端的万向轮。

特别的，所述声波探测装置与摄像装置之间设有固定于安装节内侧壁上的密封橡胶垫层。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型相较于超前钻探法在斜井围岩地质检测中因存在钻孔难度大而导致操作复杂、检测难度大，可以在无需钻孔和外部震源的情况下，利用斜井先导孔对围岩地质通过影像和声波波折射进行进行检测，操作便捷，无需额外钻孔。

2、通过物理成像及声波检测成像，多方面对斜井围岩地质进行监测，相互印证以提高检测准确度，为安全施工提供技术支撑。

3、通过导管内置的方法解决了摄像和声波测试装置在斜井中无法放入和取出的难题，检测过程快速方便。

附图说明

图1为本实用新型装置使用状态图。

图2为安装节结构示意图。

图3为安装节俯视结构示意图。

图4为延长节结构示意图。

图5为导向装置剖面结构示意图。

图中各标号的释义为：导管—1；安装节—2；声波探测器—21；径向换能器—22；声波分析仪—23；密封橡胶垫层—24；延长节—3；透明防护罩—31；导向轮伸缩柱—32；伸缩腔—33；外套筒—34；长条状限位板—35；内筒—36；插槽—37；压缩弹簧—38；万向轮—39；摄像装置—4；成像显示仪—41；导向装置—5。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。

如图1及图2所示，本实用新型利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，包括声波探测装置、摄像装置4及可滑动地设置于斜井先导孔内的导管1，所述导管1包括中空的安装节2及若干中空的延长节3，所述安装节2与延长节3之间及相邻延长节3之间均通过连接件可拆卸连接；所述声波探测装置固定于安装节2内的尾端，包括声波探测器21及径向换能器22，所述摄像装置4固定于安装节2的首端，并在安装节2的头部设有透明防护罩31；声波探测器21、径向换能器22及摄像装置4均通过带有中空安装孔洞的孔板固定于安装节2内，并通过透明防护罩31对摄像装置4的镜头进行保护；还包括设置于斜井先导孔外的数据处理组件，所述数据处理组件包括与径向换能器22电连接的声波分析仪23、与摄像装置4电连接的成像显示仪41及为装置提供电力的蓄电池；通过数据传输将声波探测装置的探测结果经由径向换能器22传输至斜井先导孔外的声波分析仪23，将摄像装置4拍摄的画面传输至斜井先导孔外的成像显示仪41从而完成斜井先导孔围岩探测。

如图3所示，作为一个优选的实施例，在所述延长节3的外侧壁上设有均匀分布的至少两个导向装置5；所述导向装置5的作用在于在装置工作过程中保持装置的稳定性，同时对装置也能够起到一定的保护作用，避免装置在斜井先导孔内碰伤。因此导向装置5的数量大于2即可，也可以设置3个以上的导向装置5，具体数量根据斜井先导孔实际尺寸及装置自身下放的深度综合考虑。

作为一个优选的实施例，所述导向装置5的数量为四个；通常情况下导向装置5的数量设置为四个即可满足大多数场景下的需求。

作为一个优选的实施例，所述导向装置5包括固定于延长节3外侧壁上的导向轮伸缩柱32，所述导向轮伸缩柱32包括带有伸缩腔33的外套筒34，还包括带有长条状限位板35的内筒36，在外套筒34的顶端设有与长条状限位板35匹配的插槽37，在所述伸缩腔33内还设有压缩弹簧38；还包括设置于内筒36顶端的万向轮39；通过导向轮伸缩柱32使得万向轮39能够随时贴紧斜井先导孔壁，保持装置的稳定性；内筒36通过长条状限位板35插入插槽37内后进行90°旋转，从而实现内筒36与外套筒34的连接。

作为一个优选的实施例，所述声波探测装置与摄像装置4之间设有固定于安装节2内侧壁上的密封橡胶垫层24；通过所述橡胶密封垫层24对后方的声波检测装置进行防水保护，避免斜井先导孔内水分渗入导致短路，同时摄像装置4采用防水型号，避免渗水对于装置的影响。

实际使用时，将装置组装完成后，利用斜井先导孔为监测孔，将安装节2缓慢放入孔内，并在尾部连接若干个延长节3，按住延长节3外壁上的外向轮，轻轻地将安装节2缓慢地放入孔内，并通过延长节3使得安装节2轻轻地触及斜井先导孔孔底，通过声波探测器21向外发生声波，并收集返回的声波，从而完成对先导孔围岩的检测，并将监测结果由径向换能器22转变为数字信号传输至孔外的声波分析仪23，完成声波成像。声波探测器21此时的深度可由延长节3的数量及洞外剩余的延长节3的长度得出；为了便于测量，也可以在孔外设置收线盘，通过缆线连接安装节2，并通过缆线的长度计算安装节2的深度。由摄像装置4试试拍摄围岩地质影像并在成像显示仪41上显示出来，以对声波探测器21取得的检测结果进行复核校验，并将采集到的围岩地质情况记录。检测完成后，边提升装置边拆卸延长管3，最终将声波探测器21、径向换能器22及摄像装置4取出，完成装置的回收便于后续点位的检测。

在本实用新型中，摄像装置4外形尺寸直径23mm、长150mm，安装摄像头尺寸φ7*45mm、总像素1000线、视角120°、周边安装12个可调LED白光灯，工作电流12V直流，工作温度-20℃-60℃。径向换能器22直径φ30mm、长度195mm，发射脉冲宽度为1-500μs并可选、频带宽度1-500KHz、接收灵敏度≤10μv、数据传输数据线方式、径向换能器数据传输长度500m。声波分析仪23屏幕尺寸12.1寸、触摸屏、32G电子硬盘、0.025us～2000us多档可选，记录长度0.5-4k，声时测量范围8000000us，发射电压、125、250、500、1000四档可调，采样长度512、1024、2048、4096四档可调，增益范围130dB，增益精度0.5dB，最大提升速度20m/min，工作温度-20℃～+50℃，测点间距2-25cm，最小测点距离1cm，供电电压12V。

本实用新型描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，因此并不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，包括声波探测装置、摄像装置（4）及可滑动地设置于斜井先导孔内的导管（1），其特征在于，所述导管（1）包括中空的安装节（2）及若干中空的延长节（3），所述安装节（2）与延长节（3）之间及相邻延长节（3）之间均通过连接件可拆卸连接；所述声波探测装置固定于安装节（2）内的尾端，包括声波探测器（21）及径向换能器（22），所述摄像装置（4）固定于安装节（2）的首端，并在安装节（2）的头部设有透明防护罩（31）；还包括设置于斜井先导孔外的数据处理组件，所述数据处理组件包括与径向换能器（22）电连接的声波分析仪（23）、与摄像装置（4）电连接的成像显示仪（41）及为装置提供电力的蓄电池。

2.如权利要求1所述的一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，其特征在于，在所述延长节（3）的外侧壁上设有均匀分布的至少两组导向装置（5）。

3.如权利要求2所述的一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，其特征在于，一组所述导向装置（5）的数量为四个。

4.如权利要求3所述的一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，其特征在于，所述导向装置（5）包括固定于延长节（3）外侧壁上的导向轮伸缩柱（32），所述导向轮伸缩柱（32）包括带有伸缩腔（33）的外套筒（34），还包括带有长条状限位板（35）的内筒（36），在外套筒（34）的顶端设有与长条状限位板（35）匹配的插槽（37），在所述伸缩腔（33）内还设有压缩弹簧（38）；还包括设置于内筒（36）顶端的万向轮（39）。

5.如权利要求1所述的一种利用斜井先导孔的围岩地质检测装置，其特征在于，所述声波探测装置与摄像装置（4）之间设有固定于安装节（2）内侧壁上的密封橡胶垫层（24）。