[发明专利]针对封闭式干溶洞的体积测量系统及方法有效

专利信息
申请号: 201811139874.X 申请日: 2018-09-28
公开(公告)号: CN109000598B 公开(公告)日: 2019-07-16
发明(设计)人: 王旌;巴兴之;李术才;杨为民;刘洪亮;刘振华;房忠栋;孙尚渠 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: G01B13/00 分类号: G01B13/00
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 赵敏玲
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 反应物输送装置 控制系统 壳体 连接杆 气体浓度测试仪 体积测量系统 套管 溶洞 气体浓度检测仪 气体反应物 气体检测仪 浓度测试 扩张套 钻孔 送入 检测
【说明书】:

发明公开了一种针对封闭式干溶洞的体积测量系统及方法,包括套管、反应物输送装置、扩张套、气体浓度测试仪和控制系统,套管用于设置在钻孔内,为反应物输送装置、浓度测试仪的输送提供通道;反应物输送装置包括一个壳体,所述的壳体用于放置气体反应物;该壳体通过连接杆与控制系统相连;且壳体的底部可以通过控制系统控制其打开;气体浓度测试仪,用于检测气体的浓度,其与反应物输送装置一起通过连接杆与控制系统相连;控制系统用于将反应物输送装置和气体浓度检测仪送入到孔内;扩张套套装在连接杆上,位于气体检测仪和反应物输送装置上方。

技术领域

本发明涉及地下工程中溶洞体积测量技术领域,具体说是针对封闭式干溶洞的体积测量系统及方法。

背景技术

近年来,隧道工程及地铁建设在如火如荼的进行,一些工程上的难题也相继出现,例如隧道开挖前方经过岩溶发育区、地铁下方穿过岩溶发育区等。现阶段,我们通过地球物理方法来探测溶洞的位置已不再困难,也取得了丰硕的成果。但是,仅知道溶洞在什么位置是远不够的,获得溶洞的体积才是关键。因为针对这种地质情况,工程上一般都是用充填材料(如混凝土)来充填处理,只有准确知道溶洞体积,才能制定相应的工程处理措施,更顺利通过岩溶发育区,为工程建设保驾护航。在实际施工过程中,施工单位并不知道确切的溶洞体积,并不能明确制定相应的实施方案,这种未知性,造成了人力物力的消耗、增加了成本,甚至造成工序的错乱以及工期的延误。这更说明,与溶洞体积相关的数据对工程施工异常关键,为工程提供重要的参考。当然,测量体积的方法有很多种,如借助三维激光扫描获取溶洞内部点云信息来建立溶洞立体模型,通过计算模型的体积来获取溶洞体积大小的方法,在国内此方法所需仪器数量较少、且价格高昂,尤其是在岩溶发育区,单是探测的费用就给工程单位带来了很大的经济压力。如何发明一种快速获取溶洞体积的方法已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的主要是解决上述提出的一些工程应用难题,提供针对封闭式干溶洞的体积测量系统及方法。

为了达成上述目的,本发明采用如下技术方案:

针对封闭式干溶洞的体积测量系统,包括套管、反应物输送装置、扩张套、气体浓度测试仪和控制系统,

所述的套管用于设置在钻孔内,为反应物输送装置、浓度测试仪的输送提供通道;

所述的反应物输送装置包括一个壳体,所述的壳体用于放置气体反应物;该壳体通过连接杆与控制系统相连;且壳体的底部可以通过控制系统控制其打开;

所述的气体浓度测试仪,用于检测气体的浓度,其与反应物输送装置一起通过连接杆与控制系统相连;

所述的控制系统用于将反应物输送装置和气体浓度检测仪送入到孔内;

所述的扩张套套装在连接杆上,位于气体检测仪和反应物输送装置上方;在气体浓度测试仪、反应物输送装置深入到套管底端一定距离时,扩张套的一部分从套管管口内弹出,同时套管内部留有一部分扩张套,此时套管管口处为封闭状态,隔绝溶洞与外界空气的流通,还原封闭干溶洞的初始状态。

进一步的,所述的连接杆内部还设有一个伸缩杆,所述的伸缩杆在控制系统的控制下,在所述的壳体到达固定的位置后,将壳体底部打开。

进一步的,所述的扩张套为一个锥形套,具有一定的弹力,采用膨胀材料制作,其外侧包裹有一层减小摩擦力的材料层;其在套管中时,由于套管周边压力束缚无法舒展,但是一旦超过管口,就会膨胀胀大紧紧堵住套管口。

进一步的,所述的控制系统安装在地面上。

进一步的,所述的壳体顶部和侧面封闭,底部可以开启。

进一步的,所述的套管上设有注浆孔。

进一步,利用上述系统进行测量的方法,包括以下步骤:

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