一种动力触探设备及使用方法

技术领域

本发明属于测试设备技术领域，尤其涉及一种动力触探设备及使用方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的高速发展，我国水利工程基础设施建设规模不断加大，我国现有堤坝工程大都具有以下三个特点：堤坝傍河而建，堤基条件复杂，堤线选择上具有很大的局限性，堤基大多为砂性或卵砾石，大部分堤基基本没有处理；堤身质量差，不少堤坝是在老堤坝基础上历年逐渐加高培厚而成；堤后坑塘多，筑堤土料不足时，普遍在堤后取土筑堤，取土坑、塘多未做处理，覆盖层薄弱。并且，近年来随着自然环境及水体污染等问题的加剧，加之年久失修，造成现有堤防病险率较高，安全形势十分严峻。

高聚物注浆技术的提出为堤防病害的除险加固找到了一条有效途径，但病害的精准探测成为了主要前提，特别是软土地区。目前常用的有电法、瞬变电磁法、探地雷达法和声呐等，但此类方法均需在施工前一个周左右进行探测，花费时间长、人工成本高且效率较低，不利于堤防工程的抢险加固。

因此，如何提供一种效率较高且时间与人工消耗低的触探设备是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种动力触探设备，以解决现有技术中动力触探设备花费时间长、人工成本高且效率较低的问题；此外本发明还提供了一种动力触探设备的使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种动力触探设备，包括：承载组件、观测组件、动力组件和触探组件；所述承载组件包括第一承载件、第二承载件和导向杆，所述第二承载件位于所述第一承载件上方并通过所述导向杆与所述第一承载件连接；所述观测组件包括数据采集控制器和摄像设备，所述数据采集控制器安装在所述第一承载件上，所述摄像设备固定在所述第一承载件下方；所述动力组件包括电机、牙盘、传动条、压件，所述电机与所述牙盘连接，所述压件通过所述传动条与所述牙盘连接，所述电机安装在所述第一承载件上，所述压件穿插在所述导向杆上；所述触探组件包括触探杆和触探头，所述触探杆与所述触探头连接，所述触探杆内设有触探杆数据线，所述触探头内设有触探头数据线、孔压传感器和电阻率传感器；所述摄像设备的数据线、所述电机的数据线、所述触探杆数据线和所述触探头数据线均与所述数据采集控制器连接。

进一步的，所述触探杆与所述触探头连接的一端开设有凹槽，所述凹槽内设有第一接头，所述触探头与所述第一接头连接，所述触探杆的另一端为第二接头。

进一步的，所述动力组件还包括传力接头，所述传力接头与所述触探杆的第二接头连接。

进一步的，所述动力组件还包括传力平台，所述传力平台穿插设置在所述导向杆上，所述传力平台位于所述压件下方，所述传力平台设有与所述传力接头大小适配的卡槽。

进一步的，所述承载组件还包括滑动件、支撑件、固定件、移动把手和支撑杆；所述滑动件安装在所述第一承载件下，所述支撑件安装在所述第一承载件两侧，所述固定件设置在所述支撑件上，所述移动把手与所述第一承载件连接，所述支撑杆连接所述第一承载件与所述第二承载件。

进一步的，所述动力组件还包括电机控制器和传动条固定件，所述电机控制器安装在所述电机上，所述传动条固定件安装在所述第二承载件上，所述传动条的一端通过所述牙盘并固定在所述传动条固定件上。

进一步的，所述触探头内还设有隔离层，所述隔离层设置在所述孔压传感器与所述电阻率传感器表面。

进一步的，所述观测组件还包括摄像设备固定架，所述摄像设备固定架设置在所述第一承载件下表面，所述摄像设备安装在所述摄像设备固定架上。

进一步的，所述触探杆的表面还开设有拆卸槽。

第二方面，本发明还提供了一种动力触探设备的使用方法，包括如下步骤：

将所述动力触探设备移至欲探孔位置，调整支撑件和固定件，通过观察第一承载件上的水准泡将设备调平并固定；

取一根触探杆，将触探杆的第二接头与传力接头连接、凹槽内的第一接头与触探头连接，将连接好的触探杆穿过第一承载件，使触探头与地面接触，接通电源后启动电机，使电机带动压件并将压件上升到一定高度，再缓慢降下压件，使压件作用于传力平台并将传力接头置于传力平台的卡槽内；

打开数据采集控制器界面，调试摄像设备、孔压传感器、电阻率传感器及电机，检查各器件是否正常工作；

检查完毕后启动电机开始进行触探工作，当第一根触探杆的传力接头到达第一承载件上一定高度处时，将压件和传力平台提升到一定高度，再在传力接头上接一根触探杆，然后缓慢降下压件，使压件作用于传力平台并将传力接头置于传力平台的卡槽内，如此反复，直到触探到预定深度；

到达预定深度后，数据采集控制器通过孔压传感器、电阻率传感器和摄像设备所反馈的信息确定病害位置；

确定病害位置后，将传力接头、压件和传力平台一起提升，将触探杆逐一拆卸；

分段布置注浆导管，然后进行高聚物注浆。

本发明提供的动力触探设备及使用方法与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

本发明安装有滑动件和固定件稳固装置，机动性强、操作方便，同时触探头内设有孔压传感器和电阻率传感器，利用摄像设备对触探杆进行实时拍摄可以得到不同深度处土体的孔压及含水率情况，通过不同的锤击次数可以确定不同深度处土体的承载特性，借助电池连通原理，在传力接头、触探头和触探杆内设置数据线，进而实现触探头数据的传输，能够同时实现电法测量、孔压触探和常规动力触探的功能，且触探孔能够作为注浆孔进行及时抢险加固，节省时间与人工，工作效率高，且能够在注浆孔成孔的同时，对不同深度处土质进行探测，为注浆导管的精准布设提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种动力触探设备的整体图；

图2为本发明实施例提供的一种动力触探设备的触探杆整体图；

图3为本发明实施例提供的一种动力触探设备的部分触探杆与整体触探头的连接示意图。

附图标记：101-第一承载件；102-第二承载件；103-导向杆；104-滑动件；105-支撑件；106-固定件；107-移动把手；108-支撑杆；201-数据采集控制器；202-摄像设备；203-摄像设备固定架；301-电机；302-牙盘；303-传动条；304-压件；305-传力平台；306-传力接头；307-电机控制器；308-传动条固定件；401-触探杆；4011-触探杆数据线；4012-凹槽；4013-第一接头；4014-第二接头；4015-拆卸槽；402-触探头；4021-触探头数据线；4022-孔压传感器；4023-电阻率传感器；4024-隔离层。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提供了一种动力触探设备，用于软土地区的注浆施工，动力触探设备包括：承载组件、观测组件、动力组件和触探组件；承载组件包括第一承载件、第二承载件和导向杆，第二承载件位于第一承载件上方并通过导向杆与第一承载件连接；观测组件包括数据采集控制器和摄像设备，数据采集控制器安装在第一承载件上，摄像设备固定在第一承载件下方；动力组件包括电机、牙盘、传动条、压件，电机与牙盘连接，压件通过传动条与牙盘连接，电机安装在第一承载件上，压件穿插在导向杆上；触探组件包括触探杆和触探头，触探杆与触探头连接，触探杆内设有触探杆数据线，触探头内设有触探头数据线、孔压传感器和电阻率传感器；摄像设备的数据线、电机的数据线、触探杆数据线和触探头数据线均与数据采集控制器连接。

本发明节省时间与人工，工作效率高，且能够在注浆孔成孔的同时，对不同深度处土质进行探测，为注浆导管的精准布设提供参考。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种动力触探设备，用于软土地区的注浆施工，结合图1、图2和图3，所述动力触探设备包括：承载组件、观测组件、动力组件和触探组件；承载组件包括第一承载件101、第二承载件102和导向杆103，第一承载件101与第二承载件102用于支撑动力触探设备的部件，导向杆103起导向作用，第二承载件102位于第一承载件101上方并通过导向杆103与第一承载件101连接；观测组件包括数据采集控制器201和摄像设备202，数据采集控制器用于收集测量信息，摄像设备202用于观测记录钻孔深度及确定病害位置，数据采集控制器201安装在第一承载件101上，摄像设备202固定在第一承载件101上；动力组件包括电机301、牙盘302、传动条303、压件304，电机301与牙盘302连接，这几者通过相互配合为动力触探设备的钻孔提供动力，压件304通过传动条303与牙盘302连接，电机301安装在第一承载件101上，压件304穿插在导向杆103上，保证压件304可在导向杆103上下平衡滑动；触探组件包括触探杆401和触探头402，触探杆401与触探头402连接，触探杆401表面有刻度，可方便观察钻孔深度，触探杆401内设有触探杆数据线4011，触探头402内设有触探头数据线4021、孔压传感器4022和电阻率传感器4023；摄像设备202的数据线、电机301的数据线、触探杆数据线4011和触探头数据线4021均与数据采集控制器201连接，用于对土地进行触探并向数据采集控制器201反馈数据信息。

在本实施中，如图1所示，第一承载件101为载物台，载物台上表面还有水准泡，用于观察动力触探设备的平整度，第二承载件102为顶板，导向杆103为滑杆，摄像设备202为摄像头，传动条303为链条，压件304为锤块；在其他一些实施例中，摄像设备202也可以是其他具备录像功能的电子设备，传动条303也可以是具有传动作用的钢索、尼龙绳等。

进一步的，本实施例中，结合图2与图3，触探杆401与触探头402连接的一端开设有凹槽4012，凹槽4012内设有第一接头4013，触探头402与第一接头4013连接，同时将触探杆401内置的触探杆数据线4011与触探头402内置的触探头4021连接在一起，保证其连续性，触探杆401的另一端为第二接头4014。

在本实施例中，第一接头4013为弹簧接头，第二接头4014为外螺纹接头。

进一步的，本实施例中，结合图1、图2与图3，动力组件还包括传力接头306，传力接头306与触探杆401的外螺纹接头连接。

进一步的，本实施例中，动力组件还包括传力平台305，传力平台305穿插设置在滑杆上，传力平台305位于锤块下方，传力平台305设有与传力接头306大小适配的卡槽。

进一步的，本实施例中，如图1所示，承载组件还包括滑动件104、支撑件105、固定件106、移动把手107和支撑杆108，滑动件104与移动把手配合方便动力触探设备的移动，滑动件104安装在载物台下，支撑件105安装在载物台下的两侧，固定件106设在支撑件105上，固定件106可提高动力触探设备的稳定性，也可用于调平动力触探设备，移动把手107与载物台一侧相连，支撑杆108数量为两根，分别设置在滑杆的两侧，并连接顶板与载物台。

本实施例中，如图1所示，滑动件104为滑轮，固定件106为固定手柄。

进一步的，本实施例中，如图1所示，动力组件还包括电机控制器307和传动条固定件308，电机控制器307安装在电机301上，用于控制电机301的开启与关闭，传动条固定件308安装在顶板上，可对链条的移动进行限位，链条的一端通过牙盘302并固定在传动条固定件308上。

本实施例中，传动件固定件308为链条固定栓。

进一步的，本实施例中，如图3所示，触探头402内还设有隔离层4024，隔离层4024设置在孔压传感器4022与电阻率传感器4023表面，可防止泥土进入触探头402内而影响孔压传感器4022和电阻率传感器4023工作。

本实施例中，隔离层4024为透水膜和透水石。

进一步的，本实施例中，如图1所示，观测组件还包括摄像设备固定架203，摄像设备固定架203设置在载物台下表面，摄像头安装在摄像设备固定架203上。

进一步的，本实施例中，如图2所示，触探杆401的表面还开设有拆卸槽4015，拆卸槽4015开设在触探杆401的两端，便于触探杆401的拆卸。

上述实施例中所述的动力触探设备，安装有滑动件104和固定件106稳固装置，机动性强、操作方便，同时触探头402内设有孔压传感器4022和电阻率传感器4023，利用摄像设备202对触探杆401进行实时拍摄可以得到不同深度处土体的孔压及含水率情况，通过不同的锤击次数可以确定不同深度处土体的承载特性，借助电池连通原理，在传力接头306、触探头402和触探杆401内设置数据线，进而实现触探头402数据的传输，能够同时实现电法测量、孔压触探和常规动力触探的功能，且触探孔能够作为注浆孔进行及时抢险加固，节省时间与人工，工作效率高，且能够在注浆孔成孔的同时，对不同深度处土质进行探测，为注浆导管的精准布设提供参考。

本发明实施例还提供了一种动力触探设备的使用方法，包括如下步骤：

将动力触探设备移至欲探孔位置，调整支撑件105和固定件106，通过观察第一承载件101上的水准泡将设备调平并固定；

取一根触探杆401，将触探杆401的第二接头4014与传力接头306连接、凹槽4012内的第一接头4013与触探头402连接，将连接好的触探杆401穿过第一承载件101，使触探头402与地面接触，接通电源后启动电机301，使电机301带动压件304并将压件304上升到一定高度，再缓慢降下压件304，使压件304作用于传力平台305并将传力接头306置于传力平台305的卡槽内；

打开数据采集控制器201界面，调试摄像设备202、孔压传感器4022、电阻率传感器4023及电机301，检查各器件是否正常工作；

检查完毕后启动电机301开始进行触探工作，当第一根触探杆401的传力接头306到达第一承载件101上一定高度处时，将压件304和传力平台305提升到一定高度，再在传力接头306上接一根触探杆401，然后缓慢降下压件304，使压件304作用于传力平台305并将传力接头306置于传力平台305的卡槽内，如此反复，直到触探到预定深度；

到达预定深度后，数据采集控制器201通过孔压传感器4022、电阻率传感器4023和摄像设备202所反馈的信息确定病害位置；

确定病害位置后，将传力接头306、压件304和传力平台305一起提升，将触探杆401逐一拆卸；

分段布置注浆导管，然后进行高聚物注浆。

上述实施例所述的动力触探设备的使用方法，步骤简单，操作方便，触探头402内设有孔压传感器4022和电阻率传感器4023，利用摄像设备202对触探杆401进行实时拍摄可以得到不同深度处土体的孔压及含水率情况，通过不同的锤击次数可以确定不同深度处土体的承载特性，借助电池连通原理，在传力接头306、触探头402和触探杆401内设置数据线，进而实现触探头402数据的传输，能够同时实现电法测量、孔压触探和常规动力触探的功能，且触探孔能够作为注浆孔进行及时抢险加固，节省时间与人工，工作效率高，且能够在注浆孔成孔的同时，对不同深度处土质进行探测，为注浆导管的精准布设提供参考。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。