[發明專利]一種淺層土洞識別預警裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202011283654.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112393707B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 賈龍;李錄娟
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院巖溶地質研究所
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08;G01B21/18
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 張衛武

1.一種淺層土洞識別預警裝置，其特征在于：包括地面本體(1)，所述地面本體(1)的頂面上設有安裝槽(2)，所述安裝槽(2)內設有筒體(6)，所述筒體(6)的頂面螺紋連接有T型蓋帽(8)，所述T型蓋帽(8)與地面本體(1)通過多個固定螺栓(7)固定連接，所述筒體(6)的底面固定連接有套環(5)，所述套環(5)的底面固定連接有多根樁尖桿(3)，多根樁尖桿(3)呈環形等距設置，多根樁尖桿(3)的中部設有一根探測管(4)，所述探測管(4)的側壁與樁尖桿(3)內側壁貼合連接，所述探測管(4)的內側壁上對稱設有兩根滑軌(13)，所述滑軌(13)內設有滑塊(12)并與其貼合滑動連接，兩個滑塊(12)之間固定連接有同一個連接桿(14)，所述連接桿(14)的底端設有菱形探測頭(15)并與其貼合連接，所述菱形探測頭(15)的一半設置在探測管(4)外，所述探測管(4)的底面呈棱形設置，并且與菱形探測頭(15)的斜頂面相吻合設置，所述探測管(4)的頂面固定連接有安裝塊(23)，所述安裝塊(23)的兩側面對稱設有兩個定位槽，所述安裝塊(23)兩側面的連接桿(14)上對稱設有第二連接槽(22)，所述第二連接槽(22)一側的連接桿(14)上設有第一連接槽(16)，所述第一連接槽(16)內的連接桿(14)上設有圓盤(18)并與其固定連接，所述圓盤(18)上滑動連接有滑桿(20)，所述圓盤(18)一側的滑桿(20)一端固定連接有擋板(17)，所述圓盤(18)另一側的滑桿(20)一端固定連接有定位塊(19)，所述定位塊(19)與圓盤(18)之間固定連接有壓簧(21)，所述壓簧(21)套在滑桿(20)上，所述定位塊(19)設置在第二連接槽(22)內并與其貼合滑動連接，兩個定位塊(19)一端分別伸入到安裝塊(23)上的兩個定位槽內并與其大小相吻合，所述連接桿(14)上方的探測管(4)內設有多顆鋼珠(11)，多顆鋼珠(11)豎直疊加放置，所述探測管(4)的頂面穿出套環(5)外并與其貼合連接，所述探測管(4)的頂面設有外翻型邊緣，并且其邊緣與套環(5)頂面貼合連接，所述探測管(4)的頂面貼合連接有安裝板(9)，所述安裝板(9)的側壁與筒體(6)內側壁貼合連接，所述安裝板(9)的底面中部固定連接有感應器(10)，所述感應器(10)的一端與其中一顆鋼珠(11)貼合設置，所述安裝板(9)的頂面與T型蓋帽(8)中部底面貼合連接，所述樁尖桿(3)、探測管(4)和菱形探測頭(15)伸入到安裝槽(2)下方的地面本體(1)內。

2.根據權利要求1所述的一種淺層土洞識別預警裝置，其特征在于：所述定位塊(19)、滑桿(20)和安裝塊(23)的截面均為方形。

3.根據權利要求1所述的一種淺層土洞識別預警裝置，其特征在于：所述鋼珠(11)的直徑與探測管(4)的內徑相同。

4.根據權利要求1所述的一種淺層土洞識別預警裝置，其特征在于：所述感應器(10)與外界報警器通過導線電性連接。

5.根據權利要求1所述的一種淺層土洞識別預警裝置，其特征在于：所述樁尖桿(3)、探測管(4)和菱形探測頭(15)均為鐵制材料制作。

6.根據權利要求1-5任一所述的一種淺層土洞識別預警裝置的使用方法，包括如下步驟：

S1：在地面本體上設置監測點，監測點處開挖安裝槽(2)；

S2：將安裝槽內的碎石雜質取出暴露出底面的土層，安裝槽的側壁通過水泥加固；

S3：安裝預警裝置：先將探測管放置在筒體內，探測管下落到多根樁尖桿之間，然后將鋼珠放置在探測管內，再將安裝板上安裝的感應器放置在探測管頂面上，將T型蓋帽蓋在筒體上，通過T型蓋帽的中部與安裝板緊密貼合，將探測管固定在多根樁尖桿內；

S4：通過打樁機將安裝好的樁尖桿、探測管和菱形探測頭砸入土層中；

S5：檢測步驟：如果菱形探測頭到達土洞，則會在重力的作用下滑出探測管，進而探測管內的鋼珠同步發生位移，在鋼珠下落的同時，觸動感應器的開關，進而感應器測量鋼珠的位移，通過測量探測管進入土層的深度，判斷土洞頂板的厚度，通過測量鋼珠的位移，判斷土洞的高度；

S6：預警步驟：當菱形探測頭下部土體被掏空流失后，菱形探測頭在重力作用下滑出探測管，探測管中的傳動鋼珠移動，觸發探測管頂端的感應器，感應器上連接的報警器報警，通過測量探測管進入土層的深度，判斷土洞頂板的厚度，通過測量鋼珠的位移，判斷土洞的高度。