一种不良地质体物探及测量的方法及其物探装置与流程

1.本发明涉及物探领域，尤其涉及一种不良地质体物探及测量的方法及其物探装置。


背景技术：

2.在高速公路、铁路等交通干线隧道中，需要针对溶洞、地下河等不良地质进行勘探钻孔勘察，超前钻孔能够在保证交通干线正常通行的情况下，快速掘进隧道，提高施工效率，但目前市场上用于探测不良地质的设备大多只能在钻孔前利用雷达进行检测，通过雷达反射后的信号判断地质，无法在钻孔时实时观测孔洞前方地质详情，从而导致判断不精确甚至判断错误，造成人员伤亡以及影响施工进度。
3.在超前钻孔时，往往会遇到地下河情况，导致水流从孔洞内喷涌而出，不仅对施工进度造成影响，同时清理隧道内涌出的水需要花费大量的物力财力，因此解决孔洞内水流涌出情况至关重要。


技术实现要素：

4.为了克服在高速公路、铁路等交通干线隧道中，针对不良地质引起的山体崩塌、滑坡、地面塌陷和岩洞等现象，市场上现有设备无法在钻孔时实时观测孔洞前方地质详情，导致判断不精确甚至判断错误，造成人员伤亡以及影响施工进度，同时钻孔时存在水流涌出的缺点，本发明提供一种不良地质体物探及测量的方法及其物探装置。
5.一种不良地质体物探及测量的方法，包括以下过程：s1：探测，钻孔过程中，通过摄像设备对孔洞内部实际情况进行探测，同时，通过保护结构对摄像设备进行保护，防止受损；s2：防涌水，通过设置止水粉，利用钻孔时出现涌水现象后，自动喷洒止水粉，对涌水及时进行封堵；s3：钻头防损，通过可调节的防护部件，对钻杆进行保护，防止钻孔时钻杆受到落石撞击受损。
6.技术方案如下：一种不良地质体物探装置，包括有钻机、钻杆和钻头；钻机上安装有可拆卸的钻杆；钻机上活动设置有用于钻孔的钻头；还包括有钻尖、挡片、摄像头和堵水系统；钻头上安装有可活动收缩和探出的钻尖；钻头内设置有可活动用于遮挡杂物的挡片；钻头前上开设有放置孔，放置孔内安装有用于探测孔洞前方实况的摄像头，挡片采用透明材质；钻杆上安装有用于防止涌水的堵水系统。
7.作为优选，还包括有联动组件，联动组件包括有第一弹性件、第一连接杆、推块、固定块和第二弹性件；钻头内固接有第一弹性件，第一弹性件为弹簧；第一弹性件上固接有第一连接杆，且钻尖与第一连接杆固接；第一连接杆上固接有呈半圆形的推块；钻头内固接有两个第二弹性件；两个第二弹性件上固接有固定块；固定块与挡片固接；固定块前侧设置有与推块接触的球头。
8.作为优选，堵水系统包括有密封罩、第三弹性件、环形滑动块、装粉筒、密封塞、第二连接杆、翻转块、第四弹性件、挡块和环形挡板；钻杆上设置有用于密封的密封罩，密封罩为中空圆柱管，且密封罩前侧与钻头固接；钻头后侧固接有若干个水平放置的第三弹性件，且第三弹性件位于密封罩内部；两个第三弹性件上后侧固接有可前后滑动用于挤压密封罩内气体的环形滑动块；密封罩内设置有装粉筒，且环形滑动块滑动套接在装粉筒外表面；装粉筒内壁与钻杆外壁之间形成一个腔室，该腔室用于盛装止水粉；装粉筒上开设有若干个用于进气的进气孔；装粉筒后侧设置有若干个可拆卸用于堵塞止水粉的密封塞；钻杆上开设有限位槽，且限位槽上安装有第二连接杆，第二连接杆通过圆环与钻杆进行活动连接；第二连接杆上固接有可翻转用于感应水流冲击的翻转块；翻转块前侧固接有用于限制环形滑动块运动的挡块，且环形滑动块上开设有用于放置挡块的卡槽；钻杆上安装有用于限制止水粉飞溅的环形挡板，且环形挡板直径小于钻孔孔洞直径，同时环形挡板上设置有一个橡胶圈；翻转块与环形挡板之间通过第四弹性件连接。
9.作为优选，还包括有滤网，环形挡板与环形滑动块之间设置有用于阻挡杂物的滤网。
10.作为优选，进气孔分布于装粉筒前侧。
11.作为优选，翻转块设置为弧形。
12.作为优选，环形滑动块卡槽位置设置为凹弧面，挡块与环形滑动块接触位置设置为凸弧面。
13.作为优选，环形挡板与环形滑动块之间距离适中。
14.作为优选，还包括有防护组件，防护组件包括有第一防护罩、第二防护罩和滚轮；钻机上安装有可拆卸用于避免钻杆受损的第一防护罩；第一防护罩上开设有滑槽，滑槽内滑动连接有若干个滚轮；若干个滚轮上固接第二防护罩。
15.作为优选，第一防护罩和第二防护罩呈三角状设置。
16.本发明的有益效果：本发明实现了通过挡片将放置孔遮挡，防止钻头钻孔时产生的碎石掉入放置孔内，挡住放置孔内摄像头的视野，影响工作人员后续观察孔洞前方的实况，同时避免碎石砸伤摄像头；通过环形滑动块使得止水粉从装粉筒内快速喷出，使环形挡板与装粉筒后侧之间的空间迅速被止水粉填充，从而使得水流可以顺利的被止水粉阻挡在孔洞内，防止水流流向钻机，影响工作人员探测进度，同时减小工作量；通过第一防护罩与第二防护罩防止钻孔时掉落的碎石砸伤钻杆，同时移动第二防护罩可对不同长度的钻杆进行保护。
附图说明
17.图1为本发明的第一种立体结构示意图；图2为本发明的第二种立体结构示意图；图3为本发明的部分立体结构示意图；图4为本发明的部分剖视图；图5为本发明的堵水系统立体结构示意图；图6为本发明的堵水系统第一种剖视图；
图7为本发明的堵水系统第二种剖视图；图8为本发明的防护组件立体结构示意图；图9为本发明的防护组件剖视图。
18.附图标记说明：1-钻机，2-钻头，2001-放置孔，3-钻尖，4-挡片，5-摄像头，101-固定板，102-滑轨，103-电动滑块，104-驱动电机，105-钻杆，10501-限位槽，201-第一弹性件，202-第一连接杆，203-推块，204-固定块，205-第二弹性件，301-密封罩，302-第三弹性件，303-环形滑动块，304-装粉筒，30401-进气孔，305-密封塞，306-第二连接杆，307-翻转块，308-第四弹性件，309-挡块，310-环形挡板，311-滤网，401-第一防护罩，40101-滑槽，402-第二防护罩，403-滚轮。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步地进行说明。
20.一种不良地质体物探及测量的方法，包括以下过程：s1：探测，钻孔过程中，通过摄像设备对孔洞内部实际情况进行探测，同时，通过保护结构对摄像设备进行保护，防止受损；s2：防涌水，通过设置止水粉，利用钻孔时出现涌水现象后，自动喷洒止水粉，对涌水及时进行封堵；s3：钻头防损，通过可调节的防护部件，对钻杆进行保护，防止钻孔时钻杆受到落石撞击受损。
21.实施例1如图3-图7所示，一种不良地质体物探装置，包括有钻机1、钻杆105和钻头2；钻机1上安装有钻杆105；钻机1上活动设置有钻头2；还包括有钻尖3、挡片4、摄像头5和堵水系统；钻头2上安装有钻尖3；钻头2内设置有挡片4；钻头2前上开设有放置孔2001，放置孔2001内安装有孔洞摄像头5，挡片4采用透明材质，便于摄像头5进行观察；钻孔时，挡片4向放置孔2001端移动，从而对放置孔2001进行遮挡，防止碎石进入放置孔2001内，阻挡摄像头5的视野，并且损坏摄像头5，影响工作人员观察孔洞内的实况；钻杆105上安装有堵水系统。
22.还包括有联动组件，联动组件包括有第一弹性件201、第一连接杆202、推块203、固定块204和第二弹性件205；钻头2内固接有第一弹性件201，第一弹性件201为弹簧；第一弹性件201上固接有第一连接杆202，且钻尖3与第一连接杆202固接；钻尖3通过第一弹性件201在钻头2内实现收缩和探出；第一连接杆202上固接有呈半圆形的推块203；钻头2内固接有两个第二弹性件205，第二弹性件205为弹簧；两个第二弹性件205上固接有固定块204；固定块204与挡片4固接；固定块204前侧设置有与推块203接触的球头，通过半圆形推块203对固定块204进行挤压，实现固定块204的移动，进而带动挡片4移动，从而实现挡片4对放置孔2001的遮挡。
23.还包括有驱动组件，驱动组件包括有固定板101、滑轨102、电动滑块103和驱动电机104；钻机1上安装有滑轨102；滑轨102内滑动连接有可前后滑动的电动滑块103；电动滑块103上固接有驱动电机104；驱动电机104输出轴与钻杆105连接；钻杆105前端与钻头2连接；钻机1启动后，通过控制电动滑块103带动驱动电机104进行前后移动，驱动电机104带动
钻杆105转动，进而使钻头2对墙壁进行钻孔。
24.以下对隧道超前钻孔过程进行详细描述：首先工作人员将钻机1运行至隧道内适宜位置，随后将钻头2对准至墙面合适位置开始钻孔，启动驱动电机104，进而带动钻杆105转动，钻杆105带动钻头2转动进行钻孔，同时根据钻孔深度控制电动滑块103带动驱动电机104在滑轨102上向前滑动，与此同时，钻尖3在钻进时同步受到墙壁挤压，进而压缩第一弹性件201，使得钻尖3向后收缩一定距离，此时推块203跟随钻尖3向后移动，推块203与固定块204上的球头接触，由于推块203设置为半圆形，通过推块203挤压固定块204，使固定块204向靠近放置孔2001移动，进而通过固定块204带动挡片4向放置孔2001移动，进而对放置孔2001进行遮挡，从而防止钻头2钻孔时产生的碎石掉入放置孔2001内，阻挡摄像头5的视野，影响工作人员后续观察孔洞前方的实况，同时避免碎石砸伤摄像头5，并且挡片4采用透明材质，便于摄像头5进行观察。
25.实施例2在实施例的基础上，如图5、图6和图7所示，堵水系统包括有密封罩301、第三弹性件302、环形滑动块303、装粉筒304、密封塞305、第二连接杆306、翻转块307、第四弹性件308、挡块309和环形挡板310；钻杆105上设置有密封罩301，密封罩301为中空圆柱管，且密封罩301前侧与钻头2固接；钻头2后侧固接有至少两个水平放置的第三弹性件302，且第三弹性件302位于密封罩301内部，第三弹性件302为弹簧；两个第三弹性件302上后侧固接有的环形滑动块303；密封罩301内设置有装粉筒304，且环形滑动块303滑动套接在装粉筒304外表面，通过第三弹性件302使环形滑动块303在装粉筒304外壁与密封罩301内壁之间滑动，实现对装粉筒304外壁与密封罩301形成的空腔内气体进行挤压；装粉筒304内壁与钻杆105外壁之间形成一个腔室，该腔室用于盛装止水粉；装粉筒304上开设有至少六个进气孔30401；装粉筒304后侧设置有至少五个密封塞305；钻杆105上开设有限位槽10501，且限位槽10501上安装有第二连接杆306，第二连接杆306通过圆环与钻杆105进行活动连接；第二连接杆306上固接有的翻转块307；翻转块307前侧固接有挡块309，且环形滑动块303上开设有卡槽；钻杆105上安装有用于环形挡板310，且环形挡板310直径小于钻孔孔洞直径，同时环形挡板310上设置有一个橡胶圈，从而使得止水粉喷出后聚集在环形挡板310与环形滑动块303之间的空间内，防止止水粉喷出后直接分散在钻孔孔洞内，无法对水流进行阻挡；翻转块307与环形挡板310之间通过第四弹性件308连接，第四弹性件308是弹簧；钻孔遇到地下河时，水流将通过钻孔孔洞向钻机1方向涌出，水流巨大的冲击力使翻转块307进行翻转，从而使得挡块309不再限制环形滑动块303，环形滑动块303向前滑动使得装粉筒304的止水粉喷出，从而阻挡水流继续向钻机1方向涌出，保障隧道开挖工作的顺利进行。
26.还包括有滤网311，环形挡板310与环形滑动块303之间设置有滤网311，通过滤网311对翻转块307进行防护，防止碎石碰撞翻转块307，导致止水粉意外喷出。
27.进气孔30401分布于装粉筒304前侧，防止止水粉进入腔室内，同时使环形滑动块303向前滑动时，使得装粉筒304内气压迅速增大，使密封塞305脱离装粉筒304，止水粉快速从装粉筒304内喷出。
28.翻转块307设置为弧形，当水流沿孔洞涌出时，确保翻转块307表面快速受力，使得翻转块307更易翻转，从而带动挡块309脱离环形滑动块303卡槽。
29.环形滑动块303卡槽位置设置为凹弧面，挡块309与环形滑动块303接触位置设置
为凸弧面，当水流冲击翻转块307时，使得翻转块307更易带动挡块309脱离环形滑动块303卡槽，当水流从孔洞内涌出时，止水粉能更加迅速的从装粉筒304内喷出，进而更加有效的阻挡水流。
30.环形挡板310与环形滑动块303之间距离适中，从而使得止水粉从装粉筒304喷出时，止水粉迅速堆积在环形挡板310与环形滑动块303之间，使孔洞内环形挡板310与环形滑动块303之间的空间被止水粉快速填充，进而将水流阻挡在环形挡板310前方，避免水流沿孔洞涌向钻机1方向，影响工作人员探测进程，造成不必要的处理工作。
31.当钻孔遇到地下河时，钻头2将墙壁打穿，水流将通过孔洞迅速涌向钻机1方向，此时巨大的水流将冲击翻转块307，将翻转块307设置为弧形，当水流沿孔洞涌出时，确保翻转块307表面快速受力，使得翻转块307更易翻转，从而带动挡块309脱离环形滑动块303卡槽，此时，环形滑动块303不再受到挡块309限制，在初始状态下，由于第三弹性件302处于被拉伸状态，使得环形滑动块303在第三弹性件302的作用下，环形滑动块303向靠近钻头2快速滑动，当环形滑动块303向靠近钻头2方向滑动时，密封罩301与装粉筒304之间的空气被环形滑动块303压缩，并且通过进气孔30401同步压缩装粉筒304与钻杆105之间形成腔室内的气体，进而使得装粉筒304内的止水粉受到气压的作用向装粉筒304后侧的密封塞305处聚集，由于密封塞305设置为易拆卸的结构，因此在强大的气压下，密封塞305将脱离装粉筒304，进而使得止水粉沿密封塞305处从装粉筒304内快速喷出，与此同时，使得止水粉将瞬间聚集在环形挡板310与装粉筒304之间，由于环形挡板310直径略小于孔洞直径，因此极少部分止水粉会从环形挡板310与孔洞之间的缝隙喷出，进而水流涌出时，被限制在环形挡板310处，防止水流涌向钻机1方向，影响工作人员探测进度。
32.实施例3在实施例1的基础上，如图1、图2、图8和图9所示，还包括有防护组件，防护组件包括有第一防护罩401、第二防护罩402和滚轮403；固定板101上安装有第一防护罩401；第一防护罩401上开设有滑槽40101，滑槽40101内滑动连接有至少个滚轮403；若干个滚轮403上固接第二防护罩402；当钻机1进行钻孔时，钻孔产生的碎石将沿墙壁掉落至第一防护罩401上，对钻杆105进行保护，同时当第一防护罩401无法遮盖住钻杆105前侧时，移动第二防护罩402，使钻杆105前侧被第二防护罩402遮盖，从而对钻杆105以及钻机1部分部位实施保护，进而实现对不同长度的钻杆105进行保护。
33.第一防护罩401和第二防护罩402呈三角状设置，使掉落的碎石向两侧滑落，从而避免碎石堆积在第一防护罩401和第二防护罩402上。
34.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种不良地质体物探及测量的方法，其特征在于，包括以下过程：s1：探测，钻孔过程中，通过摄像设备对孔洞内部实际情况进行探测，同时，通过保护结构对摄像设备进行保护，防止受损；s2：防涌水，通过设置止水粉，利用钻孔时出现涌水现象后，自动喷洒止水粉，对涌水及时进行封堵；s3：钻头防损，通过可调节的防护部件，对钻杆进行保护，防止钻孔时钻杆受到落石撞击受损。2.一种不良地质体物探装置，本装置用于权利要求1所述的一种不良地质体物探及测量的方法，包括有钻机（1）、钻杆（105）和钻头（2）；钻机（1）上安装有可拆卸的钻杆（105）；钻机（1）上活动设置有用于钻孔的钻头（2）；其特征在于，还包括有钻尖（3）、挡片（4）、摄像头（5）和堵水系统；钻头（2）上安装有可活动收缩和探出的钻尖（3）；钻头（2）内设置有可活动用于遮挡杂物的挡片（4）；钻头（2）前上开设有放置孔（2001），放置孔（2001）内安装有用于探测孔洞前方实况的摄像头（5），挡片（4）采用透明材质；钻杆（105）上安装有用于防止涌水的堵水系统。3.根据权利要求2所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，还包括有联动组件，联动组件包括有第一弹性件（201）、第一连接杆（202）、推块（203）、固定块（204）和第二弹性件（205）；钻头（2）内固接有第一弹性件（201），第一弹性件（201）为弹簧；第一弹性件（201）上固接有第一连接杆（202），且钻尖（3）与第一连接杆（202）固接；第一连接杆（202）上固接有呈半圆形的推块（203）；钻头（2）内固接有两个第二弹性件（205）；两个第二弹性件（205）上固接有固定块（204）；固定块（204）与挡片（4）固接；固定块（204）前侧设置有与推块（203）接触的球头。4.根据权利要求2所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，堵水系统包括有密封罩（301）、第三弹性件（302）、环形滑动块（303）、装粉筒（304）、密封塞（305）、第二连接杆（306）、翻转块（307）、第四弹性件（308）、挡块（309）和环形挡板（310）；钻杆（105）上设置有用于密封的密封罩（301），密封罩（301）为中空圆柱管，且密封罩（301）前侧与钻头（2）固接；钻头（2）后侧固接有若干个水平放置的第三弹性件（302），且第三弹性件（302）位于密封罩（301）内部；两个第三弹性件（302）上后侧固接有可前后滑动用于挤压密封罩（301）内气体的环形滑动块（303）；密封罩（301）内设置有装粉筒（304），且环形滑动块（303）滑动套接在装粉筒（304）外表面；装粉筒（304）内壁与钻杆（105）外壁之间形成一个腔室，该腔室用于盛装止水粉；装粉筒（304）上开设有若干个用于进气的进气孔（30401）；装粉筒（304）后侧设置有若干个可拆卸用于堵塞止水粉的密封塞（305）；钻杆（105）上开设有限位槽（10501），且限位槽（10501）上安装有第二连接杆（306），第二连接杆（306）通过圆环与钻杆（105）进行活动连接；第二连接杆（306）上固接有可翻转用于感应水流冲击的翻转块（307）；翻转块（307）前侧固接有用于限制环形滑动块（303）运动的挡块（309），且环形滑动块（303）上开设有用于放置挡块（309）的卡槽；钻杆（105）上安装有用于限制止水粉飞溅的环形挡板（310），且环形挡板（310）直径小于钻孔孔洞直径，同时环形挡板（310）上设置有一个橡胶圈；翻转块（307）与环形挡板（310）之间通过第四弹性件（308）连接。5.根据权利要求4所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，还包括有滤网（311），环形挡板（310）与环形滑动块（303）之间设置有用于阻挡杂物的滤网（311）。
6.根据权利要求4所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，进气孔（30401）分布于装粉筒（304）前侧。7.根据权利要求4所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，翻转块（307）设置为弧形。8.根据权利要求4所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，环形滑动块（303）卡槽位置设置为凹弧面，挡块（309）与环形滑动块（303）接触位置设置为凸弧面。9.根据权利要求4所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，环形挡板（310）与环形滑动块（303）之间距离适中。10.根据权利要求2所述的一种不良地质体物探装置，其特征在于，还包括有防护组件，防护组件包括有第一防护罩（401）、第二防护罩（402）和滚轮（403）；钻机（1）上安装有可拆卸用于避免钻杆（105）受损的第一防护罩（401）；第一防护罩（401）上开设有滑槽（40101），滑槽（40101）内滑动连接有若干个滚轮（403）；若干个滚轮（403）上固接第二防护罩（402）。

技术总结
本发明涉及物探领域，尤其涉及一种不良地质体物探及测量的方法及其物探装置。要解决问题为：在高速公路、铁路等交通干线隧道中，针对不良地质引起的山体崩塌、滑坡、地面塌陷和岩洞等现象，市场上现有设备无法在钻孔时实时观测孔洞前方地质详情，导致判断不精确甚至判断错误，造成人员伤亡以及影响施工进度，同时钻孔时存在水流涌出。技术方案如下：一种不良地质体物探装置，包括有钻机和钻杆等；钻机上安装有可拆卸的钻杆。本发明实现了通过挡片将放置孔遮挡，防止钻头钻孔时产生的碎石掉入放置孔内，挡住放置孔内摄像头的视野，影响工作人员后续观察孔洞前方的实况，同时避免碎石砸伤摄像头。摄像头。摄像头。


技术研发人员：尹召凯 徐昌 宋林君
受保护的技术使用者：山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队（山东省第六地质矿产勘查院）
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/22