一种黄土隧道TSP炮孔清理量测一体化装置及方法与流程

本发明涉及检测设备，尤其涉及一种黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置及方法。

背景技术：

在黄土隧道进行tsp超前预测过程中，由于黄土常处于欠固结状态以及地下水的浸水影响，造成tsp炮孔内含有大量淤泥，严重影响了炮孔的参数测量以及炸药的安放，使tsp超前预测数据采集的准确度和工作效率大大降低，tsp超前预测成果的准确性也进一步降低。目前在黄土隧道tsp超前预测过程中，缺少高效的炮孔清理和量测一体化装置，而是通过多道程序进行分别测量和清理，花费大量的精力和时间对炮孔进行清理，炮孔参数测量慢，参数设置较为复杂，在炮孔数量较多的情况下，很大程度上降低了黄土隧道tsp超前预测数据采集的效率。

此外，一些地质情况较好的隧道中，tsp炮孔中存在一些碎石，同样较为难清理。

因此，需要对炮孔清理量测一体化装置进行设计。

技术实现要素：

本发明第一目的是提供一种黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置，通过该装置的设置，可快速实现对炮孔深度和倾斜角度的测量，并快速实现对炮孔的清理，清理速度快，数据采集数据快，该装置不仅适用于黄土隧道，对于一些地质情况较好的隧道，如果tsp炮孔中有一些小的落石，也可使用该装置。

本发明的第二目的是提供一种黄土隧道tsp炮孔清理量测方法，通过该方法的设置可实现对炮孔的快速清理，实现相关数据的快速采集。

为了达成上述目的，本发明提供的第一个技术方案：

一种黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置，包括：

套管，套管外表面设置用于测量炮孔倾斜角度的角度倾斜仪；

活塞杆，活塞杆可部分设于套管内且在外力作用下沿着套管长度方向移动；

炮孔推进件，内部中空，与套管相对于活塞杆的一端连接以对套管施加外力作用下便于将套管深入到炮孔内；

沿着套管长度方向设置刻度线以测量炮孔的长度。

通过炮孔推进件的辅助作用，套管较为容易地插入到黄土隧道中，隧道中的淤泥进入到套管内，当抽出套管后，通过活塞杆插入到套管内将淤泥推出，实现对tsp炮孔内淤泥的清理，同时，根据角度倾斜仪测量得出炮孔的深度和倾斜角度数据的获得。

其中，所述炮孔推进件为空心圆柱环，炮孔推进件一端与套管连接，另一端端面设置连续的三角型齿槽，三角型齿槽的形状设置便于套管在淤泥环境中的前进。

为了方便炮孔推进件与套管的连接，所述炮孔推进件与套管连接的一端设有螺纹，通过螺纹实现炮孔推进件与套管可拆卸连接。

所述活塞杆设于套管内的端部包覆有柔性塞，柔性塞的直径小于等于套管的内径，这样既方便活塞杆被推入到套管内，又方便通过活塞杆将淤泥推出。

所述柔性塞为橡胶材料，以避免淤泥从活塞杆的方向流出套管。

所述活塞杆的纵向截面为t字形状，这样便于对活塞杆用力，从而更加快速地将淤泥推出套管外。

所述活塞杆相对于柔性塞的另一端设置手柄，手柄的直径小于活塞杆的直径，手柄外表面设置橡胶以增大摩擦力，便于人工施力。

所述刻度线设置有至少一条；

进一步地，当设置有多条时，其中一条刻度线的刻度从零开始，其中一条刻度线为x～230cm，x为所述炮孔推进件的长度，如炮孔推进件除去螺纹段的长度x为10cm时，一条刻度线为10～230cm。

本发明提供的第二方案是：

一种黄土隧道tsp炮孔清理量测方法，采用所述的一种黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置。

上述清理量测方法，具体步骤如下：

1)将带有活塞杆的套管深入到炮孔底部，深入的同时拉动活塞杆，使得淤泥进入套管；

2)读取套管上与炮孔出口位置对齐的刻度，该刻度为炮孔深度；

3)读取角度倾斜仪上的数值，该数值为炮孔倾角；

4)抽出套管，将活塞杆插入套管内推动活塞杆在套管内移动，将套管内的淤泥排出；

5)插入黄土隧道内另外的炮孔，重复步骤1)-步骤4)，实现对黄土隧道tsp炮孔的清理和量测。

上述清理方法对炮孔内有碎石的也方便清理，只要套管口对准碎石，也可进行处理。

此外，在套管侧壁设置开孔，在清理淤泥时，通过开孔插入水管对套管内壁进行清洗；套管侧壁设置至少两个开孔，两个开孔对称设置，为防止淤泥泄露，在开孔的外侧设置可拆卸的覆盖膜，覆盖膜缠绕套管外管壁设置，在使用时，拆除覆盖膜；或者覆盖膜一端活动固定在套管管壁上，另一端通过设于套管管壁的旋转开关进行固定，旋转开关为旋转件，旋转件一旋转，覆盖膜再相对于套管旋转，则打开开孔。

本发明的有益效果是：

1)实现了黄土隧道tsp炮孔淤泥清理和炮孔参数量测的一体化，节省了整个tsp数据采集的时间，提高了工作效率，克服了黄土隧道炮孔淤泥清理时间长，炮孔参数测量慢，炮孔清理和参数测量装置太繁杂等缺点。

2)黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置结构简单，操作方便高效，便于携带。

附图说明

图1是本发明一个实施例中整体结构示意图。

图2是图1中a出的局部放大示意图。

图3是本发明一个实施例中炮孔推进齿槽的结构示意图。

图4是本发明一个实施例中清理量测一体化套管的结构示意图。

图5是本发明一个实施例中活塞杆的结构示意图。

其中：1、齿槽，2、螺纹配合，3、套管，4、活塞杆，5、角度测量仪，6、橡胶塞，7、上刻度线，8、下刻度线，9、手柄，10、外螺纹牙底，11、外螺纹牙顶，12、内螺纹牙顶，13，内螺纹牙底。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

一种黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置，如图1所示，包括：

套管3，套管3外表面设置用于测量炮孔倾斜角度的角度倾斜仪5，角度倾斜仪5焊接于套管3外表面，最好是设于套管3端部，保证角度倾斜仪5的底部与套管3位于同一条直线上，可准确测量炮孔倾角；

活塞杆4，活塞杆4可部分设于套管内且在外力作用下沿着套管长度方向在套管内移动；

炮孔推进件，内部中空，与套管3相对于活塞杆4的一端连接以对套管3施加外力作用下便于将套管3深入到炮孔内；

沿着套管3长度方向设置刻度线以测量炮孔的长度。

套管3、炮孔推进件选用无缝钢管，以避免淤泥的渗漏。

通过炮孔推进件的辅助作用，套管3较为容易地插入到黄土隧道中，在将套管插入炮孔的过程中，向外拉动活塞杆，由于压力和惯性作用，隧道中的淤泥在逐步进入到套管3内，当从炮孔内抽出套管3后，通过活塞杆4插入到套管3内将淤泥推出，实现对tsp炮孔内淤泥的清理，同时，根据角度倾斜仪5测量得出炮孔的深度和倾斜角度数据的获得。

其中，所述炮孔推进件为空心圆柱环，炮孔推进件一端与套管3连接，另一端端面设置连续的等腰三角型齿槽1，三角型齿槽1的形状设置便于套管在淤泥环境中的前进。

为了方便炮孔推进件与套管3的连接，所述炮孔推进件与套管3连接的一端设有螺纹，螺纹为圆柱外螺纹，套管3一端内部设置圆柱内螺纹，以实现密封，通过螺纹配合2实现炮孔推进件与套管3可拆卸连接，如图2和图3所示，炮孔推进件一端外螺纹，从图2中可以看出外螺纹牙底10和外螺纹牙顶11，如图4所示，套管3内部设置的内螺纹牙顶12和内螺纹牙底13。

所述活塞杆4设于套管3内的端部包覆有橡胶塞6作为柔性塞，柔性塞的直径小于等于套管3的内径，这样既方便活塞杆4被推入到套管3内，又方便通过活塞杆4将淤泥推出。

所述柔性塞为橡胶材料，以避免淤泥从活塞杆4的方向流出套管3。

所述活塞杆4的纵向截面为t字形状，这样便于对活塞杆4用力，从而更加快速地将淤泥推出套管3外。

所述活塞杆4相对于柔性塞的另一端设置手柄9，手柄9的直径小于活塞杆4的直径，手柄4外表面设置橡胶以增大摩擦力，便于人工施力。

所述刻度线设置有至少一条；当设置有多条时，其中一条刻度线上刻度线7的刻度从零开始，其中一条刻度线下刻度线8为x～230cm，x为所述炮孔推进件的长度，如炮孔推进件除去螺纹段的长度x为10cm时，一条刻度线为10～230cm。

实施例2

一种黄土隧道tsp炮孔清理量测方法，采用实施例1所述的一种黄土隧道tsp炮孔清理量测一体化装置。

上述清理量测方法，具体步骤如下：

1)将带有活塞杆的套管深入到炮孔底部或者在套管一端与炮孔推进件连接，炮孔推进件在前带动套管深入到炮孔内，在套管内缓慢移动活塞杆，淤泥进入到套管内；

2)读取套管上与炮孔出口位置对齐的刻度，该刻度为炮孔深度；

3)读取角度倾斜仪上的数值，该数值为炮孔倾角；

4)匀速抽出套管，固定套管的外部，将活塞杆插入套管内推动活塞杆在套管内移动，将套管内的淤泥排出；

5)插入黄土隧道内另外的炮孔，重复步骤1)-步骤4)，实现对黄土隧道tsp炮孔的清理和量测。

此外，在套管侧壁设置开孔，在清理淤泥时，通过开孔插入水管对套管内壁进行清洗；套管侧壁设置至少两个开孔，两个开孔对称设置，为防止淤泥泄露，在开孔的外侧设置可拆卸的覆盖膜，覆盖膜缠绕套管外管壁设置，在使用时，拆除覆盖膜；或者覆盖膜一端活动固定在套管管壁上，另一端通过设于套管管壁的旋转开关进行固定，旋转开关为旋转件，旋转件一旋转，覆盖膜再相对于套管旋转，则打开开孔。

其中，为了避免整个检测设备的体积过大，所述自动锁紧机构设置于箱体内部。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。