[發明專利]水下巖土觸探設備及水下巖土勘探方法

有效

• 申請號: 200910244129.6
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101838981A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 張建民;張建紅;張嘎;鄭瑞華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 張磊

1.一種水下巖土觸探設備，包括：

反力支撐裝置，用于為水下巖土觸探設備提供反力；

真空形成裝置，所述真空形成裝置設置在所述反力支撐裝置上，用于在反力支撐裝置中產生負壓；

靜壓裝置，所述靜壓裝置設置在所述反力支撐裝置內用于對水下巖土進行靜力觸探；

控制裝置，所述控制裝置設置在所述反力支撐裝置內，用于控制靜壓裝置的靜力觸探；以及

靜力觸探數據測量和處理裝置，所述靜力觸探數據測量和處理裝置用于測量并處理觸探桿的觸探參數。

2.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，還包括：觸探桿續接裝置，所述觸探桿續接裝置與靜壓裝置相鄰設置，用于續接所述觸探桿。

3.根據權利要求2所述的水下巖土觸探設備，其中，所述觸探桿續接裝置包括：

至少一個聯結觸探桿；

聯結觸探桿放置裝置，所述聯結觸探桿放置裝置用于容納所述聯結觸探桿；

旋轉電機，所述旋轉電機用于將聯結觸探桿放置裝置旋轉至預定位置；以及

推進直線電機，所述推進直線電機用于推進已安置的聯結觸探桿，以與所述觸探桿進行續接。

4.根據權利要求3所述的水下巖土觸探設備，其中，所述觸探桿續接裝置還包括：

卡盤聯結裝置，用于在聯結觸探桿和所述觸探桿進行續接過程中進行卡接。

5.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，其中，所述反力支撐裝置包括：

觸探桿放置和控制艙，用于容納觸探桿和所述控制裝置；

觸探桿連接和推進艙，所述觸探桿連接和推進艙與所述觸探桿放置和容納艙相連接，用于容納所述靜壓裝置；

真空靜壓艙，所述真空靜壓艙與所述觸探桿連接和推進艙進行連接；以及

貫入艙，所述貫入艙與所述真空靜壓艙連接，用于貫入到水下巖土內。

6.根據權利要求5所述的水下巖土觸探設備，其中，所述真空靜壓艙和所述貫入艙之間設置有分離板，用于防止水下巖土中的泥漿進入所述真空靜壓艙。

7.根據權利要求5所述的水下巖土觸探設備，其中，所述負壓為-60kPa～-80kPa。

8.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，其中，所述真空形成裝置包括：

排水排氣管；

水泵，所述水泵抽出所述貫入艙和真空靜壓艙內的水，并通過排水排氣管排出；以及

真空泵，所述真空泵經由所述排水排氣管將真空靜壓艙和貫入艙的氣體排出至預定的負壓。

9.根據權利要求2所述的水下巖土觸探設備，其中，所述反力支撐裝置的重量為15-30噸。

10.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，還包括對所述反力支撐裝置進行密封的密封裝置。

11.根據權利要求10所述的水下巖土觸探設備，還包括：

水土分離裝置，所述水土分離裝置與所述排水排氣管連接，用于對流經所述排水排氣管內的水執行水土分離。

12.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，其中，所述靜壓裝置包括：

觸探桿；

靜力觸探位置傳感器，用于檢測觸探桿靜力觸探到預定位置后，觸發靜力觸探停止信號；以及

用于驅動觸探桿靜力觸探的電機，所述電機在接收到所述停止信號之后停止驅動。

13.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，其中，所述控制裝置配置成用于自動執行下述中的至少之一：觸探桿連接過程控制、觸探桿自動推進控制以及靜力觸探數據測量和處理控制。

14.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，還包括：水下監控裝置，用于在水下作業時進行過程監控。

15.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，還包括：巖土工程反饋分析與評價裝置，用于對所述靜力觸探參數進行分析和評價。

16.根據權利要求1所述的水下巖土觸探設備，其中，所述水下巖土觸探設備的水下勘探深度為30-1000m。

17.一種水下巖土勘探方法，該方法利用權利要求1-16中任一所述的水下巖土觸探設備進行水下巖土勘探，所述方法包括下述步驟：

將所述水下巖土觸探設備下沉至水下巖土區域；

利用所述真空形成裝置將所述水下巖土觸探設備吸力貫入所述水下巖土區域內；以及

利用觸探裝置執行水下巖土觸探。