[發明專利]隧道隱伏溶洞空間探測設備及探測方法

有效

• 申請號: 201710514822.5
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107246864B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 李術才;林鵬;許振浩;潘東東;王欣桐;高斌;何樹江
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種隧道隱伏溶洞空間探測設備及探測方法，包括自動調節激光測距儀、連接桿、定向調平儀和控制裝置；所述自動調節激光測距儀，可以測量出溶洞邊界節點相對激光測距儀中心的空間坐標位置；所述連接桿，一端與自動調節激光測距儀連接，另一端與定向調平儀相連；所述定向調平儀，用于測量探測設備的走向和傾角；所述控制裝置，用于控制自動調節激光測距儀環向轉動、縱向轉動和進行激光測距，并記錄測量數據。

技術領域

本發明涉及一種用于隧道隱伏溶洞空間探測設備及探測方法。

背景技術

隨著我國西部大開發發展戰略的逐步實施，高速公路和鐵路等重大工程建設已進入了新的發展時期，數萬公里的交通隧道工程正在或即將在西部山區興建。該地區巖溶發育，地質條件復雜，施工難度較大，在隧道修建過程中經常遭遇不同大小的隱伏溶洞。巖溶隧道中溶洞的存在使得隧道周圍巖體物理、力學性質發生變化，進而引起圍巖應力場和位移場的變化。在隧道施工過程中，溶洞將使得隧道的施工力學性態更為復雜，易造成圍巖中應力的過度集中，隧道周邊變形量增加，并可能引起隧道開挖中局部圍巖的坍塌、掉塊，影響隧道施工，直接危及施工人員和機械設備的安全。因此，隧道隱伏溶洞空間尺寸及位置探測工作是必不可少。現有的隧道隱伏溶洞探測方法主要有超前地質雷達探測等物探方法及超前水平鉆和超前炮孔等探測方法。對于已知存在的隱伏溶洞空間探測，現有物探方法操作相對方便，但預報準確率有待提升，超前鉆探方法存在“一孔之見”，且操作復雜、耗時耗力。

發明內容

本發明的目的在于設計一種用于隧道隱伏溶洞空間探測設備，提供一種方便、準確和高效的隧道隱伏溶洞空間探測方法，克服了在已知存在的隱伏溶洞空間探測方面上，傳統物探手段預報準確率不高和超前鉆探“一孔之見”的缺點。有效提高隧道隱伏溶洞空間探測工作的效率，保證數據的準確性。

為實現上述目的，本設計采用如下技術方案：

一種用于隧道隱伏溶洞空間探測設備，包括自動調節激光測距儀、連接桿、定向調平儀和控制裝置；

所述自動調節激光測距儀，可以測量出溶洞邊界節點相對激光測距儀中心的空間坐標位置；

所述連接桿，一端與自動調節激光測距儀連接，另一端與定向調平儀相連；

所述定向調平儀，用于測量探測設備的走向和傾角；

所述控制裝置，用于控制自動調節激光測距儀環向轉動、縱向轉動和進行激光測距，并記錄測量數據。

進一步的，所述的自動調節激光測距儀，包括環向旋轉機構、縱向旋轉機構和激光測距儀；所述的環向旋轉機構可實現激光測距儀的環向旋轉，并記錄環向旋轉角度；縱向旋轉機構可實現激光測距儀的縱向旋轉，并記錄縱向旋轉角度；激光測距儀可測量溶洞邊界節點距激光測距儀中心的距離。

進一步的，所述的連接桿的外面套裝有一個保護套管；用于在設備插入鉆孔時保護自動調節激光測距儀，保護套管包裹著連接桿，允許連接桿前后滑動和轉動。

進一步的，所述的定向調平儀由底盤、轉動軸、水準器、磁針、方位角刻度盤、傾斜水準器、傾角指針和傾角刻度盤組成；所述的底盤與連接桿通過轉動軸連接，底盤可繞轉動軸轉動；所述的方位角刻度盤水平的鑲嵌在所述的底盤上，且方位角刻度盤上安裝有磁針，磁針和方位角刻度盤可以測量探測設備的走向；所述的水準器安裝在底盤上，用來判定定向調平儀是否水平；所述的傾角刻度盤安裝在底盤的一側，傾角指針安裝在所述的旋轉軸上，隨著所述的旋轉軸旋轉；傾斜水準器設置在傾角指針上，調節傾斜水準器，通過傾角指針和傾角刻度盤測得探測設備的傾角。

進一步的，所述的控制裝置安裝在定向調平儀的后端，用于控制自動調節激光測距儀環向轉動、縱向轉動和進行激光測距，并記錄測量數據；在控制裝置里面設有數據存儲裝置，所述的數據存儲裝置用于存儲測量的數據。

進一步的，所述的控制裝置內設有數據存儲裝置和USB數據讀取接口，用于存儲數據。