[發明專利]一種垂直地質鉆孔孔壁夯實裝置和夯實方法

有效

• 申請號: 201910897816.1
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110630220B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 唐輝明;張俊榮;道恩·田納特;張永權;王院生;龔文平;黃磊;鄒宗興;馬俊偉;溫韜;鄭文博;徐聰;于淼
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B41/00
• 分類號: E21B41/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 易濱

本發明提供一種垂直地質鉆孔孔壁夯實裝置和夯實方法，夯實裝置包括夯實器，夯實器包括驅動電機、齒輪、齒條、限位塊和夯實板；齒輪安裝于驅動電機的旋轉軸上，齒條位于齒輪一側，且與齒輪嚙合，限位塊固定連接于驅動電機上，且與齒條背對齒輪的一側相抵接，以對齒條進行限位，齒條一端與夯實板相連；夯實板呈弧形設置以與鉆孔孔壁相配合，具有貼合于孔壁的頂伸位置和遠離孔壁的收攏位置，驅動電機帶動齒輪旋轉，從而驅動齒條來回移動，進而使夯實板在頂伸位置和收攏位置來回活動。本發明提出的技術方案的有益效果是：可以為測斜鉆孔加固的同時解決測斜儀的管土耦合問題，保證監測精度。

技術領域

本發明涉及滑坡監測與防治領域，尤其涉及一種垂直地質鉆孔孔壁夯實裝置和夯實方法。

背景技術

位移是滑坡監測的重要對象，滑坡深部水平位移更是極為重要，測斜手段作為滑坡深部水平累計位移監測的重要監測技術手段，因其精度高、可靠度好，在現有方法中最受認可。現有測斜技術在測斜管埋設時受囿于兩個原因而致使管與土未充分接觸因而產生管-土耦合誤差：1、在滑體垂直方向，由于地層變化，不同深度的土體沿鉆孔徑向的回彈量不同。2、部分砂質地層在測斜管埋入的過程會產生坍塌。在此情況下，測斜管周回填的相似材料無法充分充填于測斜管于鉆孔之間的空間內，在滑體變形時，測斜管各深度測點因而產生異常相對位移使得測斜結果異常。因此，針對這一問題，提出一種在滑坡鉆孔后、測斜管埋設前對垂直孔壁夯實、加固的方法，避免上述原因導致的管-土變形協調問題極為必要。

現存地下鉆孔結構的加固方式主要包括兩類，一類靜壓注漿的方式，另一類是機械法。靜壓注漿主要通過鉆孔內噴射水泥漿，以改良鉆孔側壁土體強度的形式實現鉆孔加固的目的。中國專利CN101603414B、CN104912515A、美國專利對此詳細闡述。此類方法具有其使用的局限性，因其改變鉆孔周圍土體強度而不適用于測斜鉆孔的加固監測。機械法是一種通過設計保護裝置(歐洲專利EP0726383B2)、鉆口加固(中國專利CN201218073Y)、環狀保護結構(美國專利US7416770B2)、充氣加壓法(中國專利CN205839724、CN101749005B、美國專利US 2011/0086942A1)等，實現鉆孔的局部或整體的加固或保護。目前，尚未有針對測斜鉆孔設計的機械加固方法。為此，針對后期測斜管埋設出現的管-土變形協調問題，提出一種預先壓實垂直地質鉆孔孔壁、實現鉆孔孔壁加固的裝置，可以同時實現測斜管與滑坡巖土體協調變形問題與地質鉆孔孔壁加固問題的解決，在地質災害監測與防治領域具有重要的實際工程應用意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種垂直地質鉆孔孔壁夯實裝置和夯實方法，旨在可以為測斜鉆孔加固的同時解決測斜儀的管土耦合問題，保證監測精度。

本發明的實施例提供一種垂直地質鉆孔孔壁夯實裝置，包括夯實器，所述夯實器包括驅動電機、齒輪、齒條、限位塊和夯實板；

所述齒輪安裝于所述驅動電機的旋轉軸上，所述齒條位于所述齒輪一側，且與所述齒輪嚙合，所述限位塊固定連接于所述驅動電機上，且與所述齒條背對所述齒輪的一側相抵接，以對所述齒條進行限位，所述齒條一端與所述夯實板相連；

所述夯實板呈弧形設置以與鉆孔孔壁相配合，具有貼合于所述孔壁的頂伸位置和遠離所述孔壁的收攏位置，所述驅動電機帶動所述齒輪旋轉，從而驅動所述齒條來回移動，進而使所述夯實板在所述頂伸位置和所述收攏位置來回活動。

進一步地，還包括控制器、繞線盤和承重電纜；

所述控制器與所述夯實器通過承重電纜連接，所述承重電纜纏繞至所述繞線盤，所述繞線盤正反向轉動收放所述承重電纜以控制所述夯實器在鉆孔中的位置；所述控制器用以向所述夯實器發送循環頂伸與收攏信號，以使所述驅動機構驅動所述夯實板在所述頂伸位置和所述收攏位置來回活動，以使所述夯實板反復夯擊所述鉆孔孔壁松散段。