[發明專利]適用于隧道超前地質預報的檢波器快速固定裝置

在審

• 申請號: 201911293910.2
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111123352A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 侯偉;張毅;劉兆新;殷鑫;彭俊強;王洪云;黃培杰;王志強;房敬年;鞏立亮
• 申請（專利權）人: 山東濱萊高速公路有限公司;山東大學;山東省交通工程監理咨詢有限公司;黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/20
• 分類號: G01V1/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種適用于隧道超前地質預報的檢波器快速固定裝置，包括檢波器錨固模塊、檢波器姿態檢測模塊和推進模塊，所述檢波器錨固模塊包括殼體，所述殼體內預留放置檢波器的位置，殼體上設置有固定機構，用于錨固錨桿與檢波器；檢波器姿態檢測模塊設置于殼體內，包括位移監測模塊和定位模塊，分別用于檢測檢波器的位移變化和位置；推進模塊，包括具有至少自由度的機械臂和驅動機構，所述驅動機構帶動機械臂動作，使所述殼體貼合圍巖，進行檢波器的布設與錨固。

技術領域

本公開屬于地震勘探領域，具體涉及一種適用于隧道超前地質預報的檢波器快速固定裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

在巖土工程領域中，地震波反射法是一種常用的物探方法之一，例如對隧道前方斷層、破碎帶等一系列不良地質體的預報。

檢波器是在地震勘探時采集地震波的重要部件，是一種用于地質勘察和工程勘探的一種專用部件，是將微小震動所產生的加速度經過內置裝置將信號放大并轉換為電信號的裝置。在隧道探測過程中，檢波器布設和拆卸占到整個探測耗時的一半以上，且檢波器與探測主體之間的有效耦合也是采集信號有效性的前提和保證。

以往進行檢波器耦合時往往需要通過向邊墻打孔，用于在邊墻上插入尾錐以固定檢波器，利用該方法尾錐難以完全插入圍巖，且容易產生空腔，錨固效果不佳，且額外鉆孔會對隧道邊墻產生額外破壞，且很多時候檢波器鉆孔布設位置收到現場施工支護的錨桿和鋼筋網影響需改變布設位置，且檢波器尾錐探測后很難從邊墻上取下，探測效率低下。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種適用于隧道超前地質預報的檢波器快速固定裝置，本公開能夠解決隧道內地震探測檢波器與圍巖耦合效果不好、檢波器布設坐標測量困難、隧道內空間利用率低和探測過程中檢波器布設和拆卸耗時過長的問題。

根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：

一種適用于隧道超前地質預報的檢波器快速固定裝置，包括檢波器錨固模塊、檢波器姿態檢測模塊和推進模塊，其中：

所述檢波器錨固模塊包括殼體，所述殼體內預留放置檢波器的位置，殼體上設置有固定機構，用于錨固錨桿與檢波器；

所述檢波器姿態檢測模塊設置于殼體內，包括位移監測模塊和定位模塊，分別用于檢測檢波器的位移變化和位置；

所述推進模塊，包括具有至少自由度的機械臂和驅動機構，所述驅動機構帶動機械臂動作，使所述殼體貼合圍巖，進行檢波器的布設與錨固。

作為進一步的限定，所述檢波器錨固模塊包括直流電磁鐵、金屬底座、可更換電池和殼體，所述直流電磁鐵一面暴露于外部，另一面與金屬底座相連，通電后利用磁力將整個模塊與錨桿進行耦合；所述金屬底座位于模塊內部，緊貼直流電磁鐵內側放置，使用時與檢波器固定，避免檢波器與電磁鐵直接接觸并提升檢波器錨固效果；所述電池通過電線與直流電磁鐵相連，為電磁鐵提供電源；所述殼體內部通過固定槽將上述各個部件固定，使其相對位置不變，并且對各個部件起到基本的防護作用。

作為進一步的限定，所述位移檢測模塊固定于檢波器錨固模塊的殼體內，與檢波器的位置相對不變，探測過程中實時監測檢波器的位移變化；所述定位模塊固定于檢波器錨固模塊的殼體內，與檢波器的位置相對不變，探測過程中實時記錄各個檢波器的相對坐標。

作為進一步的限定，所述推進模塊包括水平機械臂、豎直機械臂、傳動軸、液壓油缸和電機，其中，所述水平機械臂和豎直機械臂連接，使機械臂抓手自由移動；傳動軸置于機械臂連接處，使動力可以傳達到各個機械臂之上；液壓油缸和電機分別通過油管和電纜與各機械臂相連，為各機械臂提供驅動支持。