一种基于超声波检测的沉管管道探测装置

1.本发明涉及地下管线探测领域，特别是一种基于超声波检测的沉管管道探测装置。


背景技术：

2.非开挖工程施工方法在城市管线铺设中起到越来越重要的作用，但与此带来的是城市地下管线迅速增多。由于实际管线轨迹与设计管线轨迹不一致、管线随时间变化出现位置下沉等因素，非开挖工程施工前需要探测其施工轨迹上是否已经存在铺设好的管线，避免破坏现有管线，所以需要管线探测技术。针对该问题，目前已有的管线探测仪探测精度较差，其原因是仪器发出的声波或电磁波在地层中衰减较快，得到的返回信号弱，经常出现无法辨别是已有管线还是地层中埋藏的其他杂质的情况，因此导致管线探测成功率较低。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于超声波检测的沉管管道探测装置，包括沉管机构、排渣机构、探测机构，其特征在于：所述沉管机构由管靴、沉管、振动器组成，沉管的顶部安装有振动器，在沉管的底部连接有管靴，所述管靴为金属环筒，下边缘薄，上边缘与所述沉管由螺纹连接，所述振动器为环形振动器，置于所述沉管上端，所述排渣机构由水刀喷头、水刀泵、水刀供水软管、水刀固定架、抽吸泵、抽吸泵软管组成，所述水刀固定架安装在管靴上，水刀喷头安装在水刀固定架上，水刀喷头连接有水刀供水软管，水刀供水软管连接水刀喷，所述抽吸泵连接抽吸泵软管，抽吸泵软管的底部位于管靴底部，所述探测机构由信号收发电路板、声波探头、信号线组成，声波探头由信号线连接信号收发电路板，声波探头位于管靴底部。所述水刀固定架为圆周滑轨，水刀喷头安装在小车上，小车安装在圆周滑轨上。其特征在于，水刀喷头的方向向下并有一个切线方向的偏角。本发明可以通过振动使土体快速液化，并通过高压冲刷将岩屑排出钻孔，从而实现快速沉管至待探测管道上方，并通过声波探测探测地下管道存在情况，极大的减少了由于管道埋深过深而无法被声波检测到的情况。
附图说明
4.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
5.图1为本发明的沉管管道作业结构示意图，图2为图1的a部放大图，图3为本发明的沉管管道探测结构示意图，图4为图3中的b部放大图，
符号说明：1-管靴，2-沉管，3-抽吸泵，4-振动器，5-抽吸泵软管，6-刀供水软管，7-水刀泵，8-水刀固定架，9-水刀喷头，10-地层，11-已铺设管道，12-信号收发电路板，13-信号线，14-声波探头。
具体实施方式
6.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
7.为使本发明目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种基于超声波检测的沉管管道探测装置，包括沉管机构、排渣机构、探测机构，其特征在于：所述沉管机构由管靴、沉管、振动器组成，沉管的顶部安装有振动器，在沉管的底部连接有管靴，所述管靴为金属环筒，下边缘薄，上边缘与所述沉管由螺纹连接，所述振动器为环形振动器，置于所述沉管上端，所述排渣机构由水刀喷头、水刀泵、水刀供水软管、水刀固定架、抽吸泵、抽吸泵软管组成，所述水刀固定架安装在管靴上，水刀喷头安装在水刀固定架上，水刀喷头连接有水刀供水软管，水刀供水软管连接水刀喷，所述抽吸泵连接抽吸泵软管，抽吸泵软管的底部位于管靴底部，所述探测机构由信号收发电路板、声波探头、信号线组成，声波探头由信号线连接信号收发电路板，声波探头位于管靴底部。所述水刀固定架为圆周滑轨，水刀喷头安装在小车上，小车安装在圆周滑轨上。其特征在于，水刀喷头的方向向下并有一个切线方向的偏角。
9.本发明提供基于超声波检测的沉管管道探测装置的施工过程，包括两个阶段作业，第一阶段为沉管成孔阶段，目的为将沉管下入地层中，以便减小声波探头和已铺设管线的垂直距离，从而更精确的定位已铺设管线的有无和深度；第二阶段为声波探测阶段，即将声波探头下入孔底，探测下方是否出现已铺设管线以及其深度。
10.图1,2，沉管成孔阶段：将管靴1与水刀固定架8螺钉连接，将水刀喷头9螺钉连接在水刀固定架8上，将水刀喷头9、水刀供水软管6、水刀泵7顺次连接，然后将管靴1与沉管2螺纹连接，将振动器4与沉管2螺钉连接，将抽吸泵3和抽吸泵软管5连接，至此，硬件部分连接完毕。启动震动器4、水刀泵7及抽吸泵3开始作业。
11.图3,4，声波探测阶段：待孔内岩屑和水被将抽吸泵3抽吸干净后，取出抽吸泵软管5，然后向孔内注入5厘米至10厘米高度的清水，下入声波探头14，使其接触水面，保持静止后读取信号收发电路板12上显示屏中深度信息，若有深度显示，且多次测量深度数值相差不超过10%，则深度数值即为地下已铺设管线距离声波探头的深度，若几次测试相差较大，则需继续向下沉管成孔作业，若显示无穷大，则说明此位置下无已铺设管线。
12.本文中应用了具体个例对本发明原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理
解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种基于超声波检测的沉管管道探测装置，包括沉管机构、排渣机构、探测机构，其特征在于：所述沉管机构由管靴、沉管、振动器组成，沉管的顶部安装有振动器，在沉管的底部连接有管靴，所述管靴为金属环筒，下边缘薄，上边缘与所述沉管由螺纹连接，所述振动器为环形振动器，置于所述沉管上端，所述排渣机构由水刀喷头、水刀泵、水刀供水软管、水刀固定架、抽吸泵、抽吸泵软管组成，所述水刀固定架安装在管靴上，水刀喷头安装在水刀固定架上，水刀喷头连接有水刀供水软管，水刀供水软管连接水刀喷，所述抽吸泵连接抽吸泵软管，抽吸泵软管的底部位于管靴底部，所述探测机构由信号收发电路板、声波探头、信号线组成，声波探头由信号线连接信号收发电路板，声波探头位于管靴底部。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波检测的沉管管道探测装置，其特征在于，所述水刀固定架为圆周滑轨，水刀喷头安装在小车上，小车安装在圆周滑轨上。3.根据权利要求2所述的一种基于超声波检测的沉管管道探测装置，其特征在于，水刀喷头的方向向下并有一个切线方向的偏角。

技术总结
一种基于超声波检测的沉管管道探测装置，包括沉管机构、排渣机构、探测机构，特征：沉管机构由管靴、沉管、振动器组成，沉管的顶部安装有振动器，在沉管的底部连接有管靴，管靴为金属环筒，下边缘薄，上边缘与所述沉管由螺纹连接，振动器为环形振动器，置于沉管上端，排渣机构由水刀喷头、水刀泵、水刀供水软管、水刀固定架、抽吸泵、抽吸泵软管组成，探测机构由信号收发电路板、声波探头、信号线组成，声波探头由信号线连接信号收发电路板，声波探头位于管靴底部。可以通过振动使土体快速液化，通过高压冲刷将岩屑排出钻孔，实现快速沉管至待探测管道上方，通过声波探测探测地下管道存在情况，减少由于管道埋深过深而无法被声波检测到的情况。况。况。


技术研发人员：张健 乌效鸣 徐永华 林朋皓 倪宾 胡郁乐 朱永刚 张惠 邱峰 周一之
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：2022.04.10
技术公布日：2022/8/5