[发明专利]一种孤石探测方法及其设备

说明书

本发明涉及一种孤石探测方法，通过钻孔将超声波探头放到待探测的位置上，启动驱动装置，往垂直于探测孔的孔壁方向驱动若干个超声波换能器，使得超声波探头与探测孔的孔壁紧贴并耦合，然后使用超声波探测得出孤石迎波面的准确空间位置，通过数据线将数据传输至控制电脑并按比例生成孤石的三维空间位置及尺寸。通过超声波探测孤石的方法可大大减少传统勘探方法揭露孤石的工作量，节约大量成本，并可有效避免传统勘探方法勘探孤石造成的孤石遗漏、准确性低等问题，提高孤石勘探工作效率，提高了对孤石勘探的准确性，降低工程施工风险。

技术领域

本发明涉及地质勘测的技术领域，尤其是涉及一种孤石探测方法及其设备。

背景技术

在地质勘探领域，城市轨道及交通、铁路、输水隧道等，在采用盾构法施工时，地层中球状风化残留的风化孤石、冲洪积层中的大粒径块石，对盾构施工安全造成严重的不良影响。

在当前的地质勘探手段中，对于孤石（块石）的勘探主要是钻探和地面物探，因孤石的地层内的分布具有随机性，粒径大小与埋藏深度不一，采用钻探手段需要高密度的钻孔方可揭露一部份，因钻孔直径和钻孔密度的有限性，部分孤石依然会被遗漏掉，而无法一一探查到，即使钻孔揭露到了孤石，也是揭露到孤石的一部份，孤石的空间大小依然无法获得准确的参数，给孤石处理带来很大的资源浪费。采用物探手段受限于设备的分辨率、孤石的埋深、大小等因素而无法准确的探测到孤石的位置及大小，探测结果无法直接应用于隧道孤石处理的工程施工，对施工造成一定的麻烦，需要对此进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种孤石探测方法，具有对提高孤石大小及空间位置探测精准、降低大量的钻探工作的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种孤石探测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1钻探探测孔；

S2探测，具体如下：

将超声波探测仪伸入到探测孔中，所述超声波探测仪设有超声波探头，超声波探头内设置有若干超声波换能器，所述超声波换能器包括发射器和接收器，驱动若干超声波换能器同时与孔壁耦合，进行超声波探测；

S3记录探测结果。

通过采用上述技术方案，先通过钻探得到探测孔，将超声波探头放到待探测的位置上，往探测孔的内壁方向驱动超声波换能器，使得超声波换能器与探测孔的孔壁进行耦合，超声波探头内的发射器、接收器均与内壁垂直放置，超声波探头内的发射器向四周发射超声波脉冲，超声波遇到孤石的边界时被放射回来，超声波探头内的接收器接收到被测物体反射的超声波，通过测得超声波发射与接收的时间差，利用超声波在不同材料中的传播速度与时间差计算出反射界面距离超声波发射器的实际距离，利用钻孔深度及边界距离坐标，得出孤石边界的实际位置。利用超声波探测孤石的方法，提高了探测时工作效率，可以大量节省了钻探费用，高精度确认孤石位置及大小。

针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供井下超声波探测仪，具有超声波探头不易损坏的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

包括设置在地面上的安装架，所述安装架上吊装有朝向井内升降的升降装置，所述升降装置上安装有超声波探头，超声波探头内设置有若干超声波换能器和用于驱动若干所述超声波换能器同步往靠近或者远离孤石方向运动的驱动装置，还包括设置在地面上的接收装置，所述接收装置与所述超声波探头之间通过无线或者有线连接。