[發(fā)明專利]隧道單孔地質(zhì)雷達(dá)成像天線遞送傳動(dòng)裝置及遞送傳動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310007842.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103076637A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐磊;李術(shù)才;劉斌;宋杰;孔凡年;聶利超;林春金;劉征宇;孫懷鳳;王傳武;許新驥;郝亭宇;周浩;李樹(shù)忱;張慶松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V3/18
• 分類號(hào): G01V3/18;G01S13/89;G01S7/28
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天線遞送傳動(dòng)裝置及遞送傳動(dòng)方法，尤其涉及一種隧道單孔地質(zhì)雷達(dá)成像天線遞送傳動(dòng)裝置及遞送傳動(dòng)方法。?

背景技術(shù)

近年來(lái)，在交通、水電、礦山等領(lǐng)域，隧道施工中面臨的地質(zhì)條件極為復(fù)雜，往往遭遇突水突泥、塌方等重大地質(zhì)災(zāi)害。因此，在隧道施工期間實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)對(duì)探明掌子面前方的復(fù)雜地質(zhì)情況、預(yù)防災(zāi)害發(fā)生具有重要作用。由于受到隧道觀測(cè)空間狹小、環(huán)境干擾強(qiáng)烈、自身分辨率與識(shí)別精度低等因素的影響，現(xiàn)有超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法(如：地震反射法、電磁類方法、直流電法類方法)對(duì)較小規(guī)模的地質(zhì)體定位和識(shí)別效果很差，如裂隙、中小溶洞等，無(wú)法滿足工程需求。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于鉆孔地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的隧道三維精細(xì)化超前預(yù)報(bào)方法，設(shè)計(jì)了“孔中發(fā)射天線加掌子面全方位輻射狀接收測(cè)線”的三維觀測(cè)方法，利用已有的地質(zhì)鉆孔和隧道掌子面，布置地質(zhì)雷達(dá)孔中發(fā)射天線和孔外輻射狀接收測(cè)線，實(shí)現(xiàn)鉆孔周圍地質(zhì)情況的三維成像，解決了以往鉆孔雷達(dá)無(wú)法探測(cè)目標(biāo)體方位角的關(guān)鍵問(wèn)題。?

對(duì)于用于隧道三維超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的鉆孔雷達(dá)技術(shù)而言，孔中發(fā)射天線的遞送和掌子面上接收天線的傳動(dòng)是關(guān)鍵問(wèn)題。以往的單孔鉆孔雷達(dá)僅用于地面探測(cè)，其發(fā)射天線和接收天線是一體化的，均需要放置在垂直的鉆孔中，由于鉆孔是垂直的，傳統(tǒng)鉆孔雷達(dá)技術(shù)均借助重力向鉆孔深部遞送發(fā)射和接收天線，通過(guò)遞送電纜長(zhǎng)度控制鉆孔雷達(dá)天線在鉆孔中的位置和遞送距離。這種方式簡(jiǎn)單易行，但依靠人力來(lái)遞送天線并測(cè)量遞送距離，工作效率低、遞送與定位的精度也不理想。本發(fā)明中提出的用于隧道三維超前預(yù)報(bào)的鉆孔地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)與傳統(tǒng)的地面鉆孔雷達(dá)技術(shù)存在著根本性的差異，隧道三維超前預(yù)報(bào)的鉆孔地質(zhì)雷達(dá)天線的遞送具有如下問(wèn)題：(1)本發(fā)明中發(fā)射天線與接收天線是分離的，發(fā)射天線位于鉆孔中，接收天線位于掌子面上，在遞送和傳送過(guò)程中二者的協(xié)調(diào)與控制難以人工實(shí)現(xiàn)，存在很大困難，需要設(shè)計(jì)一種對(duì)孔中發(fā)射天線和掌子面接收天線的遞送和傳動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制和協(xié)調(diào)的裝置；(2)隧道掌子面的鉆孔是水平的，無(wú)法依靠重力進(jìn)行人工遞送發(fā)射天線，需要設(shè)計(jì)專門的智能化的遞送裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射天線的精確遞送和定位；(3)本發(fā)明中，接收測(cè)線在掌子面上呈輻射狀布置，隧道掌子面面積較大(高和寬均在10m左右)，依靠人工來(lái)移動(dòng)接收天線效率低、安全性差，需要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)傳動(dòng)裝置。?

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)“孔中發(fā)射天線加掌子面360°輻射狀接收測(cè)線”的三維鉆孔雷達(dá)超前探測(cè)技術(shù)，設(shè)計(jì)和發(fā)明了一種智能化自動(dòng)化的天線遞送和傳動(dòng)裝置，為實(shí)現(xiàn)隧道工程施工期高分辨率三維成像超前預(yù)報(bào)提供了設(shè)備支撐。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種隧道單孔地質(zhì)雷達(dá)成像天線遞送傳動(dòng)裝置及遞送傳動(dòng)方法,它具有提高三維定位精度的優(yōu)點(diǎn)。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

一種隧道單孔地質(zhì)雷達(dá)成像天線遞送傳動(dòng)裝置，它包括發(fā)射天線的遞送裝置和接收天線的傳動(dòng)裝置，發(fā)射天線的遞送裝置和接收天線的傳動(dòng)裝置均與綜合控制系統(tǒng)連接，綜合控制系統(tǒng)與供電裝置連接。?

所述發(fā)射天線的遞送裝置包括遞送套管、遞送車、遞送桿和遞送動(dòng)力裝置，所述遞送套管兩端設(shè)有卡槽，所述遞送套管中設(shè)有與遞送車車輪配套的輪槽，遞送車車輪卡在輪槽內(nèi)，所述遞送車上設(shè)有天線固定裝置，在遞送車的末尾設(shè)有一個(gè)螺口，遞送桿的兩端分別設(shè)有螺口螺口，遞送桿的螺口與遞送車的螺口連接，然后通過(guò)不斷互相拼接遞送桿，用于遞送車在鉆孔內(nèi)部的遞送和取出，遞送桿與遞送動(dòng)力裝置連接。?

所述遞送動(dòng)力裝置為電機(jī)，遞送動(dòng)力裝置設(shè)在鉆孔外面。?

所述接收天線的傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)車和傳動(dòng)軌道，傳動(dòng)車與傳動(dòng)軌道配合使用，所述傳動(dòng)軌道固定在隧道掌子面上，隧道掌子面上設(shè)有若干條測(cè)線，以鉆孔為中心向外輻射的每一個(gè)方向均為一條測(cè)線，傳動(dòng)軌道安裝測(cè)線方向固定。?

所述在隧道掌子面上設(shè)有六條測(cè)線，相鄰兩條測(cè)線之間的夾角為60°。?

所述傳動(dòng)車前端設(shè)有雷達(dá)接收天線的卡槽，卡槽的一側(cè)設(shè)有程控電機(jī)，所述傳動(dòng)車末端設(shè)有彈簧擋板裝置，所述彈簧擋板裝置包括彈簧板，彈簧板卡在彈板卡槽內(nèi)，彈簧板通過(guò)彈簧與傳動(dòng)車末端連接，傳動(dòng)車末端設(shè)有翻蓋板，在天線卡槽和彈板之間設(shè)有接收天線，所述傳動(dòng)車的車輪為齒輪狀車輪，所述傳動(dòng)軌道上設(shè)有輪槽，所述輪槽具有與傳動(dòng)車車輪相吻合的齒輪狀結(jié)構(gòu)。?