[发明专利]一种大埋深窄通道竖井电动取样装置及取样方法

说明书

本发明公开了一种大埋深窄通道竖井电动取样装置及取样方法，所述取样装置包括水平布置在竖井内的取样机构和布置在竖井顶部用于驱动取样机构在竖直方向上升降的升降机构；所述取样机构包括水平布置在竖井内的支撑杆，支撑杆的一端与竖井的内壁相连，另一端依次通过液压千斤顶和中空的取样管与竖井内壁相连；液压千斤顶的固定端与支撑杆固定连接，液压千斤顶外侧设置有液压泵；本发明采用液压千斤顶让取样管缓慢的插入到竖井内的土体中，避免取样管扰动破坏土体，尽可能的保证原状土的完整性，便于后序试验，减小试验误差；同时本发明替代了传统的人工操作，降低了劳动强度、提高了取样效率、减小了安全隐患，且本装置简单、拆装方便，省时省力。

技术领域

本发明涉及岩土勘探工程技术领域，尤其是一种大埋深窄通道竖井电动取样装置及取样方法。

背景技术

随着建筑、市政、交通等行业大型工程建设的加快，勘测设计水平得到了快速发展，对采取土体试样的要求也随之提高。目前对于取样土体，往往要求其保持原状。但是土体是岩石经过风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用等复杂自然环境所生成的各类沉积物，是由固体物质、水和气体组成的三相体系，土体结构相对较为松散，在取样操作、试样封装、贮存、运输过程中，易扰动破坏其原有结构体系，造成原状土取样困难，甚至取样失败。

特别是对于竖井的原状土取样，目前的方式较为复杂，具体为：操作人员穿好安全带，起吊设备通过绳索连接操作人员的安全带，起吊设备将操作人员下放到预定的取样位置；操作人员一只手握住取样管并对准竖井内壁，另一只手使用铁锤敲击取样管，使取样管伸入到竖井内的土体中；待取样完毕后收回取样管，最后通过起吊设备将操作人员调离竖井。上述方式存在以下不足：一、采用锤击方法容易出现取样管倾斜、偏移，并且在锤击过程中，极易造成土体震动，破坏土体原有结构体系，导致原状土体取样失败；二、操作人员必须下到竖井内进行相关操作，存在一定的安全隐患；三、操作人员通过绳索连接起吊设备，导致操作人员在竖井内产生晃动，不便于施力；四、人工操作劳动强度大、效率低。

综上，现有的竖井原状土取样装置都存在着一定的技术缺陷。在取样操作过程中，对取样的原状土体会产生极大的扰动破坏，同时操作流程较为复杂、劳动强度大、取样效率低、取样成功率较低。

发明内容

针对上述竖井原状土取样装置操作流程复杂、取样效率低、对土体扰动破坏大和取样成功率低的技术问题，本发明提供一种结构简单、对土体扰动小、自动化程度高的一种大埋深窄通道竖井电动取样装置及取样方法。

本发明所采用的技术方案是：一种大埋深窄通道竖井电动取样装置，包括水平布置在竖井内的取样机构和布置在竖井顶部用于驱动取样机构在竖直方向上升降的升降机构；所述取样机构包括水平布置在竖井内的支撑杆，支撑杆的一端与竖井的内壁相连，另一端依次通过液压千斤顶和中空的取样管与竖井内壁相连；液压千斤顶的固定端与支撑杆固定连接，液压千斤顶外侧设置有用于驱动液压千斤顶的活塞杆伸缩的液压泵；液压千斤顶可驱动取样管在水平方向上移动。取样时，通过升降机构下放取样机构到达预定的取样位置，并通过升降机构调整取样机构的水平度，再通过液压千斤顶驱动取样管缓慢伸入到竖井的土体内进行取样。本发明采用液压千斤顶让取样管缓慢的插入到竖井内的土体中，避免取样管扰动破坏土体，尽可能的保证原状土的完整性，便于后序试验，减小试验误差；同时本发明替代了传统的人工操作，降低了劳动强度、提高了取样效率、减小了安全隐患，且本装置简单、拆装方便，省时省力。

进一步的是，升降机构包括布置在竖井顶部的机架，机架上设置有卷扬机，卷扬机通过钢丝绳与取样机构相连。升降机构用于驱动取样机构在竖直方向上升降；此外，通过不同的卷扬机控制不同的钢丝绳，便于取样机构调平。