一种钻孔电视探头自动化推送装置

1.本实用新型属于地质信息勘察技术领域，特别是涉及一种钻孔电视探头自动化推送装置。


背景技术：

2.在采矿活动、水电站硐室开挖和隧道建设过程中，工程岩体稳定性是施工过程中面临最大的工程问题。工程岩体作为一个庞大的复杂地质结构体，内部存在大量的裂隙、节理、断层等不连续的结构面，但由于这些不良结构面的隐蔽性，如何直观、准确的评价和预测工程岩体的稳定性受到了较大的限制。
3.传统的地质钻探取芯技术虽然能直观的调查深部岩体地质状况，但其成本较高、工作量大，特别是对于软弱、破碎地层时，该方法取芯率较低，无法完整获取地质信息，有时甚至需要补打若干钻孔，费时费力。
4.近年来，随着学科技术之间的交叉融合，钻孔电视探测技术作为一种新的地质信息勘察手段逐渐在岩土工程中广泛应用，将数字化成像仪器设备(电视探头)送入钻孔内，从而实时得到钻孔内部地层的地质关键信息。利用钻孔电视探测技术能够识别钻孔内不同岩层的分布，分析各个岩层内部破碎状况，预测前方是否有构造、断层等不良地质体的存在，判断岩体内部是否存在涌水及可能发生涌水的位置，进而对工程岩体的开挖速度、开挖方式、支护参数和不良地质体的治理等施工设计提供有力、可靠的科学依据。同时，也可对不良地质体的治理效果进行考察，特别是注浆加固、注浆堵水等工程，可以通过钻孔电视探测技术观察岩体内部原生裂隙和次生裂隙内部浆液充填、固结情况，对注浆加固以及堵水效果进行评价。
5.然而，在钻孔电视探测过程中，通常是通过人力推送将电视探头逐步、逐段的送入探孔内部，但在推送过程中会产生一系列问题；
6.①
、采用人力推送时，其推送速度和推送力不能得到有效保证和统一，推送过程的速度和力度变化影响探头的稳定性，进而会劣化电视探头成像质量；
7.②
、对于超长的地质探孔，推送杆体与孔壁的摩擦阻力增大，加大了人力劳动强度；
8.③
、在工程地质探测过程中，均会在开挖通道断面的帮部、肩部以及顶部布置探测孔，帮部探孔的探测工作利用人力推送难度较低，但对于肩部和顶部，由于推送杆体逐渐增加的重力原因，人力推送的劳动强度将急剧增加，甚至不能推送至设计深度，相应的探测成像质量也会大大折扣；
9.④
、对于超大断面的隧道和水电站硐室等工程，开挖断面的肩部和拱顶位置超高，该位置的围岩内部探测工作很难通过人力展开。


技术实现要素：

10.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种钻孔电视探头自动化推送装置，
摒弃了人力推送方式，推送过程由机械完成，具有推送速度平稳和推送距离可控的特点，提高探测过程的电视探头成像质量；对于超大断面的隧道和水电站硐室等工程，能够满足开挖断面的肩部和拱顶位置的围岩内部探测工作。
11.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种钻孔电视探头自动化推送装置，包括底座、前升降立柱、后升降立柱、推送缸、前卡钳、后卡钳、推杆导向套、缸筒支撑滑套及电视探头推杆；所述前升降立柱竖直固装在底座前端上表面；所述后升降立柱竖直固装在底座后端上表面；所述推送缸的缸筒尾端与后升降立柱的顶部相铰接，推送缸的缸杆顶端为自由端；所述缸筒支撑滑套套装在推送缸的缸筒外侧，缸筒支撑滑套沿推送缸的缸筒具有滑移自由度；所述缸筒支撑滑套与前升降立柱的顶端相铰接；所述前卡钳的根部套装在推送缸的缸杆前端，前卡钳相对于推送缸的缸杆仅具有转动自由度，前卡钳的钳头部为自由端；所述后卡钳的根部套装在推送缸的缸筒后端，后卡钳相对于推送缸的缸筒仅具有转动自由度，后卡钳的钳头部为自由端；所述推杆导向套固定设置在推送缸的缸筒中部，推杆导向套与推送缸的缸杆相平行；所述电视探头推杆穿装在推杆导向套内，电视探头推杆相对于推杆导向套具有直线移动自由度。
12.所述电视探头推杆采用多节串联式拼接结构。
13.单节所述电视探头推杆为中空圆管结构，电视探头信号传输导线在电视探头推杆内部穿行。
14.单节所述电视探头推杆之间通过螺接方式拼接连接。
15.在单节所述电视探头推杆的杆体两端外表面均设有卡钳卡装环槽，所述前卡钳和后卡钳的钳口部与卡钳卡装环槽进行卡位配合。
16.在所述前升降立柱的缸筒与底座上表面之间固定连接有第一辅助支撑架。
17.在所述后升降立柱的缸筒与底座上表面之间固定连接有第二辅助支撑架。
18.所述底座与地面之间通过锚钉固定连接。
19.所述前升降立柱、后升降立柱及推送缸均为电驱式结构。
20.所述钻孔电视探头自动化推送装置还配置有线控式操控器，所述前升降立柱、后升降立柱及推送缸的电驱控制端与线控式操控器电连接。
21.本实用新型的有益效果：
22.本实用新型的钻孔电视探头自动化推送装置，摒弃了人力推送方式，推送过程由机械完成，具有推送速度平稳和推送距离可控的特点，提高探测过程的电视探头成像质量；对于超大断面的隧道和水电站硐室等工程，能够满足开挖断面的肩部和拱顶位置的围岩内部探测工作。
附图说明
23.图1为本实用新型的一种钻孔电视探头自动化推送装置的结构示意图；
24.图2为本实用新型的前/后卡钳与推送缸处于卡合状态时的示意图；
25.图3为本实用新型的前/后卡钳与推送缸处于脱离状态时的示意图；
26.图4为本实用新型的一种钻孔电视探头自动化推送装置(应用于水平钻孔时)的结构示意图；
27.图5为本实用新型的一种钻孔电视探头自动化推送装置(应用于倾斜钻孔时)的结
构示意图；
28.图中，1—底座，2—前升降立柱，3—后升降立柱，4—推送缸，5—前卡钳，6—后卡钳，7—推杆导向套，8—缸筒支撑滑套，9—电视探头推杆，10—电视探头信号传输导线，11—卡钳卡装环槽，12—第一辅助支撑架，13—第二辅助支撑架，14—锚钉。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
30.如图1～5所示，一种钻孔电视探头自动化推送装置，包括底座1、前升降立柱2、后升降立柱3、推送缸4、前卡钳5、后卡钳6、推杆导向套7、缸筒支撑滑套8及电视探头推杆9；所述前升降立柱2竖直固装在底座1前端上表面；所述后升降立柱3竖直固装在底座1后端上表面；所述推送缸4的缸筒尾端与后升降立柱3的顶部相铰接，推送缸4的缸杆顶端为自由端；所述缸筒支撑滑套8套装在推送缸4的缸筒外侧，缸筒支撑滑套8沿推送缸4的缸筒具有滑移自由度；所述缸筒支撑滑套8与前升降立柱2的顶端相铰接；所述前卡钳5的根部套装在推送缸4的缸杆前端，前卡钳5相对于推送缸4的缸杆仅具有转动自由度，前卡钳5的钳头部为自由端；所述后卡钳6的根部套装在推送缸4的缸筒后端，后卡钳6相对于推送缸4的缸筒仅具有转动自由度，后卡钳6的钳头部为自由端；所述推杆导向套7固定设置在推送缸4的缸筒中部，推杆导向套7与推送缸4的缸杆相平行；所述电视探头推杆9穿装在推杆导向套7内，电视探头推杆9相对于推杆导向套7具有直线移动自由度。
31.所述电视探头推杆9采用多节串联式拼接结构。
32.单节所述电视探头推杆9为中空圆管结构，电视探头信号传输导线10在电视探头推杆9内部穿行。
33.单节所述电视探头推杆9之间通过螺接方式拼接连接。
34.在单节所述电视探头推杆9的杆体两端外表面均设有卡钳卡装环槽11，所述前卡钳5和后卡钳6的钳口部与卡钳卡装环槽11进行卡位配合。
35.在所述前升降立柱2的缸筒与底座1上表面之间固定连接有第一辅助支撑架12。
36.在所述后升降立柱3的缸筒与底座1上表面之间固定连接有第二辅助支撑架13。
37.所述底座1与地面之间通过锚钉14固定连接。
38.所述前升降立柱2、后升降立柱3及推送缸4均为电驱式结构。
39.所述钻孔电视探头自动化推送装置还配置有线控式操控器，所述前升降立柱2、后升降立柱3及推送缸4的电驱控制端与线控式操控器电连接。
40.下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：
41.以观测隧道拱肩的仰角钻孔内部的影响为例。首先将实用新型的钻孔电视探头自动化推送装置安放到隧道拱肩的仰角钻孔斜后方地面上。
42.当装置完成安放后，先选取一根电视探头推杆9，在隧道内将电视探头与选取的电视探头推杆9螺接装配在一起，且电视探头信号传输导线10从电视探头推杆9内部穿行而出。随后，根据钻孔的深度，选取合适数量的电视探头推杆9，并将这些电视探头推杆9逐个穿套在电视探头信号传输导线10上，但暂时不用将这些电视探头推杆9螺接在一起。
43.当完成全部电视探头推杆9的穿套工作后，通过线控式操控器对前升降立柱2和后升降立柱3的高度进行调节，直到推送缸4的角度与仰角钻孔的倾角大体相同，然后再微调
底座1的位置，使推杆导向套7与仰角钻孔处于同轴状态，最后利用锚钉14将底座1与地面固定到一起，防止底座1发生移动。
44.当装置的姿态调整好后，先将安装有电视探头的第一节电视探头推杆9与后方第二节电视探头推杆9螺接在一起，之后以人工方式将连接好的前两节电视探头推杆9从推杆导向套7的后方穿过推杆导向套7，使最前端的电视探头跟随第一节电视探头推杆9先行插入钻孔中，直到第二节电视探头推杆9上的卡钳卡装环槽11与前卡钳5和后卡钳6的位置相一致，然后拨转前卡钳5和后卡钳6，使前卡钳5和后卡钳6准确卡合到相应位置的卡钳卡装环槽11中，此时前两节电视探头推杆9实现临时固定。
45.当前两节电视探头推杆9完成临时固定后，将第三节电视探头推杆9与第二节电视探头推杆9螺接在一起，之后解除后卡钳6的卡合，只保留前卡钳5的卡合，然后通过线控式操控器控制推送缸4的缸杆向前伸出，在前卡钳5的卡合带动下，前三节电视探头推杆9同步向前移动，直到第一节电视探头推杆9完全插入钻孔中，同时使第三节电视探头推杆9的卡钳卡装环槽11与后卡钳6的位置相一致，最后拨转后卡钳6，使后卡钳6准确卡合到相应位置的卡钳卡装环槽11中。
46.当后卡钳6完成卡合后，解除前卡钳5的卡合，之后通过线控式操控器控制推送缸4的缸杆向后回缩，直到前卡钳5与第三节电视探头推杆9的卡钳卡装环槽11所在位置相一致，然后拨转前卡钳5，使前卡钳5准确卡合到第三节电视探头推杆9上对应位置处的卡钳卡装环槽11中。
47.当前卡钳5完成对第三节电视探头推杆9卡合限位后，将第四节电视探头推杆9与第二节电视探头推杆9螺接在一起，之后解除后卡钳6的卡合，只保留前卡钳5的卡合，然后通过线控式操控器控制推送缸4的缸杆向前伸出，在前卡钳5的卡合带动下，前四节电视探头推杆9同步向前移动，同时使第四节电视探头推杆9的卡钳卡装环槽11与后卡钳6的位置相一致，最后拨转后卡钳6，使后卡钳6准确卡合到相应位置的卡钳卡装环槽11中。
48.依次类推，可实现电视探头推杆9的逐节推送，直到第一节电视探头推杆9最前端的电视探头移动到钻孔底部，此时就可以通过电视探头开展围岩内部探测工作，同时有效保证了电视探头的成像质量。
49.当围岩内部探测工作结束后，反向只需电视探头推杆9的推送步骤即可，每退出一节电视探头推杆9，便断开该节电视探头推杆9与前一节电视探头推杆9的连接，当第二级电视探头推杆9退出钻孔后，先解除前卡钳5的卡合，再将第二级电视探头推杆9与第一级电视探头推杆9的连接断开，最后由人工将安装有电视探头的第一级电视探头推杆9从钻孔从完全移出即可。
50.实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。