[發明專利]傳送桿組件、TBM機載超前鉆可視化裝置及其應用方法

在審

• 申請號: 202010564510.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111911163A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張鑫;劉文學;劉濤;王樂;何其安;晏江;賈曉曦;蘇凱陽;邱勝進
• 申請（專利權）人: 西安中鐵工程裝備有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21F17/18;H04N7/18;H04N5/225;H04N5/232
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

本發明屬于隧道掘進技術領域，涉及傳送桿組件、TBM機載超前鉆可視化裝置及其應用方法。該裝置，通過TBM機載超前鉆對掌子面超前圍巖進行鉆孔；鉆孔完畢后，將探頭及傳送桿組件通過超前鉆推進系統推入TBM超前鉆孔進行孔內全景成像、錄像，關鍵部位抓拍，鉆孔軌跡測量等；探頭探測的信息通過成像裝置主機中的圖像編輯處理器進行處理，并將處理后的結果顯示在顯示器上，從而獲取TBM超前鉆孔通長范圍內孔壁裂隙、空洞、含水層出水口位置、斷層構造等地質信息。該裝置及其應用方法，可實現對TBM掘進掌子面前方圍巖巖性、地層裂隙構造帶、地質災害等定性、定量判釋，為圖像化精準識別提供依據。

技術領域

本發明屬于隧道掘進技術領域，涉及傳送桿組件、TBM機載超前鉆可視化裝置及其應用方法。

背景技術

隨著我國國民經濟水平的不斷提高，隧道工程施工質量及安全的要求也不斷升高，越來越多的硬巖類隧道采用更加安全、可靠、快速的TBM工法進行施工，而TBM隨機配套的超前鉆機在對隧道超前地質勘探方面的作用也愈加重要。但是，現有TBM隨機配套的超前鉆機對超前地質鉆孔結果、圍巖巖性、地質災害等的判識及分析，僅停留在鉆機自身機械參數及人工經驗判斷的層面，尚無法實現定性、定量判識掌子面前方圍巖巖性、地質災害的圖像化識別。此外，機械化操作探測方法的使用尚處于空白，且受施工空間及人為認知的局限性越來越突出，傳統的TBM超前鉆孔經驗的評估判斷已經不能滿足硬巖隧道，尤其是復雜地質條件下隧道機械化快速精準施工的需求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供傳送桿組件、TBM機載超前鉆可視化裝置及其應用方法，該TBM機載超前鉆可視化裝置及其應用方法，為TBM掘進掌子面前方圍巖巖性、地層裂隙構造帶、地質災害等定性、定量判釋，圖像化精準識別提供依據，具有較大的經濟價值及社會價值。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

一方面，本發明提供了一種傳送桿組件，包括多節傳送桿，所述傳送桿的內部設置有電纜，相鄰所述傳送桿的端頭通過快速接頭連接，所述傳送桿采用高強柔性復合材料制成。

作為一種可選或優選的實施方式，所述高強柔性復合材料為石墨型復合材料或高強塑鋼材料，有較好的彎曲及剛性。

作為一種可選或優選的實施方式，所述快速接頭采用歐插形式的不銹鋼快速接頭，快速接頭自帶密封墊，符合防水等級的要求。

另一方面，本發明提供了一種TBM機載超前鉆可視化裝置，包括鉆孔成像裝置，所述鉆孔成像裝置中探頭的底部安裝有如上部分或全部所述的傳送桿組件，所述鉆孔成像裝置搭載在TBM機載超前鉆的鑿巖機上；所述探頭伸入TBM超前鉆孔進行孔內全景攝像，所述探頭通過電纜與鉆孔成像裝置中的成像裝置主機連接；所述成像裝置主機中的圖像編輯處理器對探頭探測到的鉆孔信息進行處理，并將處理后的結果顯示在顯示器上；所述成像裝置主機、顯示器均集成于TBM主控室的內部。

進一步，所述成像裝置主機內還設置有通訊模塊，所述成像裝置主機通過通訊模塊與TBM通訊系統進行通信，所述TBM通訊系統用以實現鉆孔成像過程的遠程共享及探測結果的實時傳輸。

進一步，所述成像裝置主機與深度編碼器連接，所述深度編碼器具有較好的防護等級及測深精度，其測深精度小于0.1mm。

進一步，所述鉆孔信息包括孔內全景成像、錄像，關鍵部位抓拍，鉆孔軌跡測量等信息。

又一方面，本發明還提供了一種TBM機載超前鉆可視化裝置的應用方法，包括如下步驟：

1)TBM機載超前鉆對掌子面超前圍巖進行鉆孔；

2)將探頭及傳送桿組件通過TBM機載超前鉆的推進系統推入TBM超前鉆孔，進行鉆孔信息的探測；

3)成像裝置主機中的圖像編輯處理器對探測到的信息進行處理，并將處理后的結果顯示在顯示器上。