CN217931623U - 用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，本实用新型通过检测机构、主撑机构、辅撑机构以及紧固机构，主箱体与主撑机构和辅撑机构相连接，主箱体的内部与紧固机构相连接；实现当垂直空气含率检测模块检测出的空气含率由高转变成低时，代表垂直检测模组已经从破碎带出来，防止破碎带的形状不规则，再使得两组的台柱B分离开，使锥杆B水平分散开，利用水平水分检测模块进行测定，确保断层破碎带的全部测定，提高测定质量。

Description

用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置

技术领域

本实用新型涉及断层破碎带渗透测定技术领域，特别涉及用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置。

背景技术

岩体中具有一定宽度和相当延伸长度的非单一裂缝组成的破碎条带地段，使岩体丧失其连续性和完整性，由断层所生成的破碎带含有断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩或断层泥等，由斜坡破坏生成的破碎带也可含有角砾、碎裂块石和糜棱状粘土等，由破碎带组成的滑带为滑坡体的滑动位置，隧道建设是公路建设中的重要组成部分，在公路选线设计中，便不可避免地会遇到隧道穿越断层破碎带的情况。对于穿越断层破碎带的隧道，在施工中经常出现施工断面及钢拱架变形过大，初支及二衬开裂剥落等现象。

在隧道施工过程中，需要对断层破碎带进行检测，使得原位测定装置不可或缺，目前的原位测定装置在工作过程中，会出现一定的检测误差，若断层破碎带呈不规则状态，则会导致断层破碎带测定出的位置较为局限，影响测定结果，其次，在测定钻孔的过程中，整体的稳定性较差，经常出现摇晃的现象，导致钻杆部分经常出现损坏或卡壳，影响工作效率。

为此，我们提出了用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置及其方法。

发明内容

本实用新型的目的在于提供用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，解决了背景技术中在隧道施工过程中，需要对断层破碎带进行检测，使得原位测定装置不可或缺，目前的原位测定装置在工作过程中，会出现一定的检测误差，若断层破碎带呈不规则状态，则会导致断层破碎带测定出的位置较为局限，影响测定结果，其次，在测定钻孔的过程中，整体的稳定性较差，经常出现摇晃的现象，导致钻杆部分经常出现损坏或卡壳，影响工作效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，包括主箱体，设置在主箱体下端的驱动件，以及设置在主箱体内部的检测机构，主箱体的上端设置有台箱。

检测机构包括设置在主箱体内部的台柱A，设置在台柱A一端的锥杆A，设置在锥杆A一端的垂直检测模组，垂直检测模组的内部设置有垂直水分检测模块和垂直空气含率检测模块。

进一步地，台柱A外表面上开设有内孔；内孔的内部设置有按压弹簧，按压弹簧的两端均设置有台柱B，台柱B的一侧设置有锥杆B，锥杆B的外表面上设置有水平检测模组，水平检测模组的内部设置有水平水分检测模块，台柱B的另一侧设置有电磁块，两组的台柱B通过电磁块磁性连接，水平检测模组与垂直检测模组信号连接，垂直检测模组与外界控制面板信号连接。

进一步地，检测机构的一端设置有对接机构，对接机构的一端与台箱相连接对接机构包括设置在主箱体内部的对接筒，设置在对接筒外表面上的紧固套板，开设在对接筒内部的中通孔，以及设置在中通孔内部的加长气压伸缩杆，加长气压伸缩杆的一端与台柱A相连接，对接筒的一端设置有升降杆和底盘，底盘的一侧设置有对接管，对接管的内部设置有控制阀；对接管的一端与外界气泵相连接，对接管的另一端与加长气压伸缩杆相连通。

进一步地，主箱体的外表面上设置有一级侧板和二级侧板，一级侧板和二级侧板设置在不同的垂直平面内，一级侧板和二级侧板的外表面上均设置有T型槽，主箱体的一侧设置有底弧槽和侧槽，侧槽的内部设置有紧固机构，主箱体的外表面上设置有主撑机构和辅撑机构，主撑机构和辅撑机构设置在不同的垂直平面内；主箱体通过一级侧板与主撑机构相连接，主箱体通过二级侧板与辅撑机构相连接。

进一步地，紧固机构包括设置在侧槽内部的弧形卡板，设置在弧形卡板两侧的条形板，以及贯穿设置在条形板内部的气压推杆，气压推杆的一端与条形板内壁相连接。

进一步地，主撑机构包括设置在主箱体外表面上的主撑板，设置在主撑板外表面上的穿槽，设置在主撑板内部的储气囊，以及设置在储气囊外表面上的储气口，主撑板的一侧设置有共接板，共接板的一侧设置有T型块A，共接板通过T型块A与一级侧板活动连接。

进一步地，穿槽的内部设置有气压伸缩撑管，气压伸缩撑管的外表面上设置有阀管，阀管的一侧设置有连接软管。

进一步地，辅撑机构包括设置在主箱体一侧的安装板，设置在安装板一侧的T型块B，以及设置在安装板外表面上的斜板，斜板的一端设置有底撑板，底撑板的外表面上贯穿设置有钉栓，安装板通过T型块B与二级侧板活动连接。

进一步地，台箱的内部设置有伸缩套管，伸缩套管的一端与台箱上颚相连接，伸缩套管的内壁上设置有凹槽，凹槽的内部设置有磁贴板，台箱的底部设置有插槽和底孔，插槽和底孔设置在同一垂直平面内，升降杆设置在伸缩套管内部，升降杆的外表面上设置有磁套，磁套与磁贴板磁性连接，伸缩套管的一端与插槽相对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提出的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置及其方法，主箱体的内部设置有台柱A，台柱A的一端设置有锥杆A，台柱A的外表面上设置有内孔，锥杆A的一端设置有垂直检测模组，垂直检测模组的内部设置有垂直水分检测模块和垂直空气含率检测模块，内孔的内部设置有按压弹簧，按压弹簧的两端均设置有台柱B，台柱B的一侧设置有锥杆B，锥杆B的外表面上设置有水平检测模组，水平检测模组的内部设置有水平水分检测模块，台柱B的另一侧设置有电磁块，两组的台柱B通过电磁块磁性连接，水平检测模组与垂直检测模组信号连接，垂直检测模组与外界控制面板信号连接，根据破碎带中的水分较多的原理，利用垂直水分检测模块对地下进行检测，当检测出的水分与普通相比较多时，代表下方有断层破碎带，同时要注意垂直空气含率检测模块状态，因为断层破碎带中的空气含量也会大于正常地方，当垂直空气含率检测模块检测出的空气含率由高转变成低时，代表垂直检测模组已经从破碎带出来，防止破碎带的形状不规则，再使得两组的台柱B分离开，使锥杆B水平分散开，利用水平水分检测模块进行测定，确保断层破碎带的全部测定，提高测定质量。

2.本实用新型提出的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置及其方法，主箱体的外表面上设置有主撑板，主撑板的外表面上设置有穿槽，主撑板的内部设置有储气囊，储气囊的外表面上设置有储气口，主撑板的一侧设置有共接板，共接板的一侧设置有T型块A，共接板通过T型块A与一级侧板活动连接，穿槽的内部设置有气压伸缩撑管，气压伸缩撑管的外表面上设置有阀管，阀管的一侧设置有连接软管，阀管和连接软管均设置有两组，其中一组的连接软管与储气囊相连通，另一组的连接软管与气压推杆相连通，将储气囊外接气泵，其中气体会先进入到气压伸缩撑管中，使得气压伸缩撑管慢慢变长，直到将主箱体与地面分离，其次侧槽的内部设置有弧形卡板，弧形卡板的两侧设置有条形板，条形板的内部设置有气压推杆，气压推杆的一端与条形板内壁相连接，气压伸缩撑管伸长到额定长度时，气流会再进入到气压推杆中，使得气压推杆不断的伸长，直到将紧固套板夹紧，从而可以同时起到对主箱体和检测机构固定的效果，防止产生的剧烈晃动造成检测机构卡壳或损坏，提高工作效率。

3.本实用新型提出的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置及其方法，主箱体的一侧设置有安装板，安装板的一侧设置有T型块B，安装板的外表面上设置有斜板，斜板的一端设置有底撑板，底撑板的外表面上贯穿设置有钉栓，安装板通过T型块B与二级侧板活动连接，台箱的内部设置有伸缩套管，伸缩套管的一端与台箱上颚相连接，伸缩套管的内壁上设置有凹槽，凹槽的内部设置有磁贴板，台箱的底部设置有插槽和底孔，插槽和底孔设置在同一垂直平面内，升降杆设置在伸缩套管内部，升降杆的外表面上设置有磁套，磁套与磁贴板磁性连接，伸缩套管的一端与插槽相对应，升降杆在伸长过程中伸缩套管也会随之伸长，且伸缩套管的一端与插槽相互卡壳，当升降杆伸长的时候，其处于不稳定状态，利用伸缩套管的伸长保护，可以防止升降杆的断裂及晃动，提高工作时的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置整体结构示意图；

图2为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置主箱体结构示意图；

图3为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置对接机构结构示意图；

图4为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置检测机构拆分结构示意图；

图5为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置主撑机构结构示意图；

图6为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置辅撑机构结构示意图；

图7为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置紧固机构结构示意图；

图8为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置台箱内部结构示意图；

图9为本实用新型用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置检测机构工作程序框图。

图中：1、主箱体；11、一级侧板；12、二级侧板；13、T型槽；14、底弧槽；15、侧槽；2、驱动件；3、检测机构；31、台柱A；32、锥杆A；33、内孔；34、垂直检测模组；341、垂直水分检测模块；342、垂直空气含率检测模块；35、按压弹簧；36、台柱B；37、锥杆B；38、水平检测模组；381、水平水分检测模块；39、电磁块；4、主撑机构；41、主撑板；42、穿槽；43、储气囊；44、储气口；45、共接板；46、T型块A；47、气压伸缩撑管；48、阀管；49、连接软管；5、辅撑机构；51、安装板；52、T型块B；53、斜板；54、底撑板；55、钉栓；6、台箱；61、伸缩套管；62、凹槽；63、磁贴板；64、插槽；65、底孔；7、紧固机构；71、弧形卡板；72、条形板；73、气压推杆；8、对接机构；81、对接筒；82、紧固套板；83、中通孔；84、加长气压伸缩杆；85、升降杆；851、磁套；86、底盘；87、对接管；88、控制阀。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决如何确保断层破碎带的全部测定，提高测定质量的技术问题，如图1、图2、图4和图9所示，提供以下优选技术方案：

用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，包括主箱体1，设置在主箱体1下端的驱动件2，以及设置在主箱体1内部的检测机构3，主箱体1的外表面上设置有主撑机构4和辅撑机构5，主撑机构4和辅撑机构5设置在不同的垂直平面内，主箱体1的上端设置有台箱6，主箱体1的内部设置有紧固机构7，检测机构3的一端设置有对接机构8，对接机构8的一端与台箱6相连接，检测机构3包括设置在主箱体1内部的台柱A31，设置在台柱A31一端的锥杆A32，开设在台柱A31外表面上的内孔33，以及设置在锥杆A32一端的垂直检测模组34，垂直检测模组34的内部设置有垂直水分检测模块341和垂直空气含率检测模块342。

内孔33的内部设置有按压弹簧35，按压弹簧35的两端均设置有台柱B36，台柱B36的一侧设置有锥杆B37，锥杆B37的外表面上设置有水平检测模组38，水平检测模组38的内部设置有水平水分检测模块381，台柱B36的另一侧设置有电磁块39，两组的台柱B36通过电磁块39磁性连接，水平检测模组38与垂直检测模组34信号连接，垂直检测模组34与外界控制面板信号连接。

具体的，根据破碎带中的水分较多的原理，利用垂直水分检测模块341对地下进行检测，当检测出的水分与普通相比较多时，代表下方有断层破碎带，同时要注意垂直空气含率检测模块342状态，因为断层破碎带中的空气含量也会大于正常地方，当垂直空气含率检测模块342检测出的空气含率由高转变成低时，表示垂直检测模组34已经离开破碎带；为了防止因为破碎带的形状不规则导致垂直检测模组34检测误差，再使得两组台柱B36分离开，使锥杆B37水平分散开，利用水平水分检测模块381进行测定，确保断层破碎带的全部测定，提高测定质量。

为了解决如何防止产生的剧烈晃动造成检测机构3卡壳或损坏的技术问题，如图2、图3、图5和图7所示，提供以下优选技术方案：

对接机构8包括设置在主箱体1内部的对接筒81，设置在对接筒81外表面上的紧固套板82，开设在对接筒81内部的中通孔83，以及设置在中通孔83内部的加长气压伸缩杆84，加长气压伸缩杆84的一端与台柱A31相连接，对接筒81的一端设置有升降杆85和底盘86，底盘86的一侧设置有对接管87，对接管87的内部设置有控制阀88，对接管87的一端与外界气泵相连接，对接管87的另一端与加长气压伸缩杆84相连通。

主箱体1的外表面上设置有一级侧板11和二级侧板12，一级侧板11和二级侧板12设置在不同的垂直平面内，一级侧板11和二级侧板12的外表面上均设置有T型槽13，主箱体1的一侧设置有底弧槽14和侧槽15，侧槽15的内部设置有紧固机构7，主箱体1通过一级侧板11与主撑机构4相连接，主箱体1通过二级侧板12与辅撑机构5相连接。

紧固机构7包括设置在侧槽15内部的弧形卡板71，设置在弧形卡板71两侧的条形板72，以及贯穿设置在条形板72内部的气压推杆73，气压推杆73的一端与条形板72内壁相连接。

主撑机构4包括设置在主箱体1外表面上的主撑板41，设置在主撑板41外表面上的穿槽42，设置在主撑板41内部的储气囊43，以及设置在储气囊43外表面上的储气口44，主撑板41的一侧设置有共接板45，共接板45的一侧设置有T型块A46，共接板45通过T型块A46与一级侧板11活动连接，穿槽42的内部设置有气压伸缩撑管47，气压伸缩撑管47的外表面上设置有阀管48，阀管48的一侧设置有连接软管49，阀管48和连接软管49均设置有两组，其中一组的连接软管49与储气囊43相连通，另一组的连接软管49与气压推杆73相连通。

具体的，将储气囊43外接气泵，其中气体会先进入到气压伸缩撑管47中，使得气压伸缩撑管47慢慢变长，直到将主箱体1与地面分离，气压伸缩撑管47伸长到额定长度时，气流会再进入到气压推杆73中，使得气压推杆73不断的伸长，直到将紧固套板82夹紧，从而可以同时起到对主箱体1和检测机构3固定的效果，防止产生的剧烈晃动造成检测机构3卡壳或损坏，提高工作效率。

为了解决如何防止升降杆85断裂及晃动的技术问题，如图6和图8所示，提供以下优选技术方案：

辅撑机构5包括设置在主箱体1一侧的安装板51，设置在安装板51一侧的T型块B52，以及设置在安装板51外表面上的斜板53，斜板53的一端设置有底撑板54，底撑板54的外表面上贯穿设置有钉栓55，安装板51通过T型块B52与二级侧板12活动连接。

台箱6的内部设置有伸缩套管61，伸缩套管61的一端与台箱6上颚相连接，伸缩套管61的内壁上设置有凹槽62，凹槽62的内部设置有磁贴板63，台箱6的底部设置有插槽64和底孔65，插槽64和底孔65设置在同一垂直平面内，升降杆85设置在伸缩套管61内部，升降杆85的外表面上设置有磁套851，磁套851与磁贴板63磁性连接，伸缩套管61的一端与插槽64相对应。

具体的，升降杆85在伸长过程中伸缩套管61也会随之伸长，且伸缩套管61的一端与插槽64相互卡壳，当升降杆85伸长的时候，其处于不稳定状态，利用伸缩套管61的伸长保护，可以防止升降杆85的断裂及晃动，提高工作时的稳定性。

为了进一步更好的解释说明上述实施例，本实用新型还提供了一种实施方案，用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置的实施方法，包括以下步骤：

步骤一:将主箱体1放置在需要测定的地方，将储气囊43外接气泵，其中气体会先进入到气压伸缩撑管47中，使得气压伸缩撑管47慢慢变长，直到将主箱体1与地面分离；

步骤二：再将升降杆85伸长及加长气压伸缩杆84伸长，使得锥杆A32不断的插入到地表内部，升降杆85在伸长过程中伸缩套管61也会随之伸长，提高升降杆85稳定性；

步骤三：气压伸缩撑管47伸长到额定长度时，气流会再进入到气压推杆73中，使得气压推杆73不断的伸长，直到将紧固套板82夹紧防止晃动；开启台箱6，准备进行垂直检测和水平检测；

步骤四：首先利用垂直水分检测模块341进行垂直检测测定；需要注意垂直空气含率检测模块342状态，当垂直空气含率检测模块342检测出的空气含率较高时，启动锥杆B37，利用水平水分检测模块381进行水平检测测定，至此，完成所有实施步骤。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，包括主箱体(1)，设置在主箱体(1)下端的驱动件(2)，以及设置在主箱体(1)内部的检测机构(3)，其特征在于：主箱体(1)的上端设置有台箱(6)；

检测机构(3)包括设置在主箱体(1)内部的台柱A(31)，设置在台柱A(31)一端的锥杆A(32)，设置在锥杆A(32)一端的垂直检测模组(34)，垂直检测模组(34)的内部设置有垂直水分检测模块(341)和垂直空气含率检测模块(342)；

台柱A(31)外表面上开设有内孔(33)；内孔(33)的内部设置有按压弹簧(35)，按压弹簧(35)的两端均设置有台柱B(36)，台柱B(36)的一侧设置有锥杆B(37)，锥杆B(37)的外表面上设置有水平检测模组(38)，水平检测模组(38)的内部设置有水平水分检测模块(381)，台柱B(36)的另一侧设置有电磁块(39)，两组的台柱B(36)通过电磁块(39)磁性连接，水平检测模组(38)与垂直检测模组(34)信号连接，垂直检测模组(34)与外界控制面板信号连接。

2.如权利要求1所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：检测机构(3)的一端设置有对接机构(8)，对接机构(8)的一端与台箱(6)相连接对接机构(8)包括设置在主箱体(1)内部的对接筒(81)，设置在对接筒(81)外表面上的紧固套板(82)，开设在对接筒(81)内部的中通孔(83)，以及设置在中通孔(83)内部的加长气压伸缩杆(84)，加长气压伸缩杆(84)的一端与台柱A(31)相连接，对接筒(81)的一端设置有升降杆(85)和底盘(86)，底盘(86)的一侧设置有对接管(87)，对接管(87)的内部设置有控制阀(88)；对接管(87)的一端与外界气泵相连接，对接管(87)的另一端与加长气压伸缩杆(84)相连通。

3.如权利要求1所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：主箱体(1)的外表面上设置有一级侧板(11)和二级侧板(12)，一级侧板(11)和二级侧板(12)设置在不同的垂直平面内，一级侧板(11)和二级侧板(12)的外表面上均设置有T型槽(13)，主箱体(1)的一侧设置有底弧槽(14)和侧槽(15)，侧槽(15)的内部设置有紧固机构(7)，主箱体(1)的外表面上设置有主撑机构(4)和辅撑机构(5)，主撑机构(4)和辅撑机构(5)设置在不同的垂直平面内；主箱体(1)通过一级侧板(11)与主撑机构(4)相连接，主箱体(1)通过二级侧板(12)与辅撑机构(5)相连接。

4.如权利要求3所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：紧固机构(7)包括设置在侧槽(15)内部的弧形卡板(71)，设置在弧形卡板(71)两侧的条形板(72)，以及贯穿设置在条形板(72)内部的气压推杆(73)，气压推杆(73)的一端与条形板(72)内壁相连接。

5.如权利要求1所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：主撑机构(4)包括设置在主箱体(1)外表面上的主撑板(41)，设置在主撑板(41)外表面上的穿槽(42)，设置在主撑板(41)内部的储气囊(43)，以及设置在储气囊(43)外表面上的储气口(44)，主撑板(41)的一侧设置有共接板(45)，共接板(45)的一侧设置有T型块A(46)。

6.如权利要求5所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：穿槽(42)的内部设置有气压伸缩撑管(47)，气压伸缩撑管(47)的外表面上设置有阀管(48)，阀管(48)的一侧设置有连接软管(49)。

7.如权利要求1所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：辅撑机构(5)包括设置在主箱体(1)一侧的安装板(51)，设置在安装板(51)一侧的T型块B(52)，以及设置在安装板(51)外表面上的斜板(53)，斜板(53)的一端设置有底撑板(54)，底撑板(54)的外表面上贯穿设置有钉栓(55)。

8.如权利要求1所述的用于隧道富水断层破碎带渗透的原位测定装置，其特征在于：台箱(6)的内部设置有伸缩套管(61)，伸缩套管(61)的一端与台箱(6)上颚相连接，伸缩套管(61)的内壁上设置有凹槽(62)，凹槽(62)的内部设置有磁贴板(63)，台箱(6)的底部设置有插槽(64)和底孔(65)，插槽(64)和底孔(65)设置在同一垂直平面内，升降杆(85)设置在伸缩套管(61)内部，升降杆(85)的外表面上设置有磁套(851)，磁套(851)与磁贴板(63)磁性连接，伸缩套管(61)的一端与插槽(64)相对应。

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