一种用于地下空间建设溶洞探测装置

1.本发明涉及地质探测技术领域，尤其涉及一种用于地下空间建设溶洞探测装置。


背景技术：

2.随着城市化进程的加快，地面空间能够开发利用的空间日趋减少，往地下发展已经成为人们的共识。在地下空间建设暗挖或盾构施工之前，需要对地质情况进行探测，溶洞作为一种危害性地质状况，容易对施工产生安全隐患，如图6所示，溶洞顶部或底部起伏会形成遮挡，单个测量点造成探测效率低，影响探明溶洞的边界，且钻孔会掉落土块对探头形成碰撞，造成损坏。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于地下空间建设溶洞探测装置。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种用于地下空间建设溶洞探测装置，包括箱体，箱体上侧固定连接立柱，立柱上端环形阵列设置至少三个钻探装置，每个钻探装置均包括多级伸缩杆，多级伸缩杆端头固定连接竖杆，竖杆一侧设有滑槽，滑槽内滑动连接滑块，滑块一侧固定连接支撑板，所述支撑板转动连接钻管，钻管的内腔固定连接空心管，空心管下端螺纹连接钻头或防护罩，防护罩内装有声呐探头；
6.所述竖杆一侧固定连接控制盒，控制盒与防护罩之间装有线缆，线缆可以由空心管的内腔穿过；
7.所述滑块通过驱动装置驱使滑动。
8.优选地，所述支撑板底部固定连接驱动电机，驱动电机的主轴固定齿轮，所述钻管上端固定连接外齿环，所述外齿环与齿轮相啮合。
9.优选地，所述钻头包括连接柱，连接柱与空心管下端螺纹连接，连接柱下端固定连接圆盘，圆盘底部设置切削刃。
10.优选地，所述钻管内部上端设置内螺纹，钻管的下端设有切割齿；
11.所述空心管上端设置柱体，所述柱体与钻管上端螺纹连接，空心管滑动贯穿柱体，柱体侧面设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接锁紧螺丝，空心管上端设置凸台，凸台与柱体之间设有支撑弹簧；
12.所述防护罩包括连接管，所述连接管螺纹连接在空心管下端，所述连接管底部至少环形阵列三个安装槽，每个安装槽内铰接一个支杆，且支杆的铰接轴上装有使得当支杆穿过钻管后往外转动的扭簧，至少三个支杆的外侧共同固定连接橡胶罩。
13.优选地，每个支杆上端固定连接压杆，钻管的内壁设有凸环，所述连接管上端固定连接圆环，所述连接管中部滑动连接套管，套管下端呈锥面，压杆滑动接触套管的锥面，圆环与套管之间固定连接第一弹簧，套管外侧固定连接侧杆，所述侧杆与凸环对应设置。
14.优选地，所述箱体上侧转动连接圆形环，圆形环一侧固定连接方管，方管一端滑动连接方杆，方杆端头固定连接压块，压块底部两侧分别设有斜面，所述凸台一侧转动连接圆形管，所述压块在圆形环转动时能够挤压圆形管。
15.优选地，所述驱动装置为电机丝杠副、气缸或油压缸。
16.本发明的优点在于：本发明所提供的一种用于地下空间建设溶洞探测装置通过至少三个钻探装置，至少三个钻探装置以箱体为中心分布在不同位置，且多级伸缩杆能够伸缩改变钻孔位置，使得探测覆盖的范围大，选定的位置先用探地雷达探明溶洞深度，随后进行钻孔，选取的钻孔深度使得声呐探头进入溶洞范围内。
17.本发明通过圆形环的转动，方杆将对应的空心管下压，使得只有被压块挤压的空心管内部装的声呐探头才会露出钻管的下端，通过多个钻管内的声呐探头逐个伸出探测，最终将探测范围拼合到一起，从而形成探测范围更加全面的结果，避免探测到的溶洞局部不清的状况，提高探测质量。
附图说明
18.图1是本发明的基本结构示意图；
19.图2是本发明的钻管下钻示意图；
20.图3是图2中的e处局部放大图；
21.图4是本发明钻管内部结构示意图；
22.图5是本发明的防护罩内部结构示意图；
23.图6是地下溶洞的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.实施例1
26.如图1-5所示，本发明提供的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，包括箱体1，箱体1上侧固定连接立柱11，立柱11上端环形阵列设置至少三个钻探装置，每个钻探装置均包括多级伸缩杆2，多级伸缩杆2为液压式，多级伸缩杆2端头固定连接竖杆3，竖杆3一侧设有滑槽31，滑槽31内滑动连接滑块32，所述滑块32通过驱动装置驱使滑动，所述驱动装置为电机丝杠副、气缸或油压缸，滑块32一侧固定连接支撑板33，所述支撑板33转动连接钻管4，所述支撑板33底部固定连接驱动电机331，驱动电机331的主轴固定齿轮332，所述钻管4上端固定连接外齿环333，所述外齿环333与齿轮332相啮合，钻管4的内腔固定连接空心管5，空心管5下端螺纹连接钻头6或防护罩7，防护罩7内装有声呐探头711；
27.所述竖杆3一侧固定连接控制盒8，控制盒8与声呐探头711之间装有线缆，线缆可以由空心管5的内腔穿过，声呐探测属于现有技术，因此其具体原理在此不做赘述；
28.所述钻头6包括连接柱，连接柱与空心管5下端螺纹连接，连接柱下端固定连接圆盘，圆盘底部设置切削刃，圆盘及底部的切削刃对钻管4的下端形成封堵。
29.所述钻管4内部上端设置内螺纹，钻管4的下端设有切割齿41，所述空心管5上端设
置柱体51，所述柱体51与钻管4上端螺纹连接。
30.在地下空间建设暗挖或盾构施工之前，需要对地质情况进行探测，溶洞作为一种危害性地质状况，容易对施工产生安全隐患，本发明通过至少三个钻探装置，至少三个钻探装置以箱体1为中心分布在不同位置，且多级伸缩杆2能够伸缩改变钻孔位置，使得探测覆盖的范围大，选定的位置先用探地雷达探明溶洞深度，随后进行钻孔，选取的钻孔深度使得声呐探头711进入溶洞范围内；
31.钻管4内部的空心管5先安装钻头6，每个钻探装置通过驱动装置驱使滑块32下降时，驱动电机331通过齿轮332和外齿环333驱使钻管4转动，钻管4的切割齿41与钻头6共同作用，在地面形成钻孔；
32.在成型钻孔后，空心管5通过柱体51与钻管4分离，去除钻头6并在空心管5下端安装防护罩7，空心管5及防护罩7对放入的声呐探头711形成防护，便于防护罩7送入到地下溶洞位置，且通过至少三个位置点，每个位置点在探测时均辐射式探测周围，能够避免溶洞顶部或底部起伏的遮挡，从而便于探明溶洞的边界，便于后续针对溶洞范围进行加固治理。
33.实施例2
34.本实施例中，如图1-5所示，空心管5滑动贯穿柱体51，柱体51侧面设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接锁紧螺丝，空心管5上端设置凸台52，凸台52与柱体51之间设有支撑弹簧53，能够在当安装钻头6时，通过锁紧螺丝对空心管5进行锁紧，更换声呐探头711时，则去除锁紧螺丝，空心管5能够相对柱体51滑动，便于调整声呐探头711的深度；
35.所述防护罩7包括连接管71，所述连接管71螺纹连接在空心管5下端，所述连接管71底部至少环形阵列三个安装槽72，每个安装槽72内铰接一个支杆73，且支杆73的铰接轴上装有使得当支杆73穿过钻管4后往外转动的扭簧，至少三个支杆73的外侧共同固定连接橡胶罩74。
36.每个支杆73上端固定连接压杆75，钻管4的内壁设有凸环76，所述连接管71上端固定连接圆环77，所述连接管71中部滑动连接套管78，套管78下端呈锥面79，压杆75滑动接触套管78的锥面79，圆环77与套管78之间固定连接第一弹簧791，套管78外侧固定连接侧杆792，所述侧杆792与凸环76对应设置。
37.防护罩7在使用时，至少三个支杆73先向内收聚，使得可以共同进入钻管4内，空心管5逐渐沿钻管4的导向下放，当支杆73由钻管4下端露出，在扭簧的作用下，每个支杆73下端往外移动，将橡胶罩74撑开，形成罩体对声呐探头711形成防护形成防护。
38.由于钻管4的底部为切割齿41，支杆73钻出钻管4后直接撑开，会造成橡胶罩74划破，失去防护能力。通过套管78的锥面79先位于压杆75与连接管71之间进行支撑，当支杆73伸出钻管4之后，侧杆792受到凸环76阻碍后停止，而连接管71继续下移，使得套管78的锥面79逐渐远离压杆75，在扭簧的作用下，支杆73向外转动，从而延后展开，避免橡胶罩74划破。
39.实施例3
40.本实施例中，如图1-5所示，所述箱体1上侧转动连接圆形环8，圆形环8一侧固定连接方管81，方管81一端滑动连接方杆82，方杆82端头固定连接压块83，压块83可以通过螺钉固定，便于更换厚度不同的压块83，压块83底部两侧分别设有斜面84，所述凸台52一侧转动连接圆形管85，所述压块83在圆形环8转动时能够挤压圆形管85。
41.全部的声呐探头711均放入到溶洞内，相互之间会存在遮挡，通过圆形环8的转动，
方杆82将对应的空心管5下压，使得只有被压块83挤压的空心管5内部装的声呐探头711才会露出钻管4的下端，通过多个钻管4内的声呐探头711逐个伸出探测，最终将探测范围拼合到一起，从而形成探测范围更加全面的结果，避免探测到的溶洞局部不清的状况，提高探测质量。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于地下空间建设溶洞探测装置，包括箱体(1)，箱体(1)上侧固定连接立柱(11)，立柱(11)上端环形阵列设置至少三个钻探装置，其特征在于：每个钻探装置均包括多级伸缩杆(2)，多级伸缩杆(2)端头固定连接竖杆(3)，竖杆(3)一侧设有滑槽(31)，滑槽(31)内滑动连接滑块(32)，滑块(32)一侧固定连接支撑板(33)，所述支撑板(33)转动连接钻管(4)，钻管(4)的内腔固定连接空心管(5)，空心管(5)下端螺纹连接钻头(6)或防护罩(7)，防护罩(7)内装有声呐探头(711)；所述竖杆(3)一侧固定连接控制盒(8)，控制盒(8)与防护罩(7)之间装有线缆，线缆可以由空心管(5)的内腔穿过；所述滑块(32)通过驱动装置驱使滑动。2.根据权利要求1所述的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，其特征在于：所述支撑板(33)底部固定连接驱动电机(331)，驱动电机(331)的主轴固定齿轮(332)，所述钻管(4)上端固定连接外齿环(333)，所述外齿环(333)与齿轮(332)相啮合。3.根据权利要求1所述的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，其特征在于：所述钻头(6)包括连接柱，连接柱与空心管(5)下端螺纹连接，连接柱下端固定连接圆盘，圆盘底部设置切削刃。4.根据权利要求2所述的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，其特征在于：所述钻管(4)内部上端设置内螺纹，钻管(4)的下端设有切割齿(41)；所述空心管(5)上端设置柱体(51)，所述柱体(51)与钻管(4)上端螺纹连接，空心管(5)滑动贯穿柱体(51)，柱体(51)侧面设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接锁紧螺丝，空心管(5)上端设置凸台(52)，凸台(52)与柱体(51)之间设有支撑弹簧(53)；所述防护罩(7)包括连接管(71)，所述连接管(71)螺纹连接在空心管(5)下端，所述连接管(71)底部至少环形阵列三个安装槽(72)，每个安装槽(72)内铰接一个支杆(73)，且支杆(73)的铰接轴上装有使得当支杆(73)穿过钻管(4)后往外转动的扭簧，至少三个支杆(73)的外侧共同固定连接橡胶罩(74)。5.根据权利要求4所述的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，其特征在于：每个支杆(73)上端固定连接压杆(75)，钻管(4)的内壁设有凸环(76)，所述连接管(71)上端固定连接圆环(77)，所述连接管(71)中部滑动连接套管(78)，套管(78)下端呈锥面(79)，压杆(75)滑动接触套管(78)的锥面(79)，圆环(77)与套管(78)之间固定连接第一弹簧(791)，套管(78)外侧固定连接侧杆(792)，所述侧杆(792)与凸环(76)对应设置。6.根据权利要求4所述的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，其特征在于：所述箱体(1)上侧转动连接圆形环(8)，圆形环(8)一侧固定连接方管(81)，方管(81)一端滑动连接方杆(82)，方杆(82)端头固定连接压块(83)，压块(83)底部两侧分别设有斜面(84)，所述凸台(52)一侧转动连接圆形管(85)，所述压块(83)在圆形环(8)转动时能够挤压圆形管(85)。7.根据权利要求1所述的一种用于地下空间建设溶洞探测装置，其特征在于：所述驱动装置为电机丝杠副、气缸或油压缸。

技术总结
本发明公开了一种用于地下空间建设溶洞探测装置，包括箱体，箱体上侧固定连接立柱，立柱上端环形阵列设置至少三个钻探装置，每个钻探装置均包括多级伸缩杆，多级伸缩杆端头固定连接竖杆，竖杆一侧设有滑槽，滑槽内滑动连接滑块，滑块一侧固定连接支撑板，所述支撑板转动连接钻管，钻管的内腔固定连接空心管，空心管下端螺纹连接钻头或防护罩，防护罩内装有声呐探头。本发明通过至少三个钻探装置，至少三个钻探装置以箱体为中心分布在不同位置，且多级伸缩杆能够伸缩改变钻孔位置，使得探测覆盖的范围大，选定的位置先用探地雷达探明溶洞深度，随后进行钻孔，选取的钻孔深度使得声呐探头进入溶洞范围内。头进入溶洞范围内。头进入溶洞范围内。


技术研发人员：娄在明 洪成雨 张凯 吕军鹏 孙同印 吴一超 陈智聪 梁东 米振起 任仰旭
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/8/14