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技术摘要:
本发明公开了一种钻孔内传感缆线固定装置,包括:缆线固定部、辅助推送装置和手持式无线控制器;所述缆线固定部与所述辅助推送装置之间可拆卸连接;所述手持式无线控制器与所述缆线固定装置无线连接。本发明提供的钻孔内传感缆线固定装置,能够将植入孔中的多根缆线固 全部
背景技术:
随着我国社会的快速发展,地下工程建设步伐加快,其受自然或人为的扰动荷载 影响下的安全问题日趋复杂化,人们更加迫切科学安全精准化的进行地下空间利用和资源 开采等。 对地下工程围岩结构体的稳定性问题进行深入研究就显得尤为重要,其中,受自 然或人为的扰动荷载而产生的岩土层运动变形、岩土体裂隙发育及结构变形破坏、地下水 渗流或扩散运移等的影响分布范围等问题均会对地下工程围岩结构体的安全稳定造成威 胁。目前,针对隧道、地铁、地下水库、防空洞、矿井巷道及工作面开采等地下工程的岩土体 结构安全或破坏等问题的研究主要有理论计算、数值模拟、物理相似模拟试验、现场原位测 试等,其中,针对现场原位测试的技术手段较多,有通过向监测孔内进行注水测试、钻孔电 视探头摄像、声波检测、电阻率测量、应变法测试、震波CT探测及微震监测等来检测围岩体 内部结构的变形破坏等变化情况,亦有通过在围岩表面或内部固定位移监测计等测量仪器 对围岩变形进行测量。 目前,现有的针对监测孔长度为几十米至上百米的传感系统植入多是通过PVC管 等辅助工具将其推送至孔底位置,然而,待缆线与PVC管到达孔底指定位置后,无法让缆线 保留在孔中并固定的同时有效地将PVC管等辅助工具完全退取出监测孔外,目前通用的处 理方式是将缆线与PVC管等辅助工具一并置于孔中预定位置后就直接进行注浆作业处理, 然而,通过这一处理方式让PVC管等辅助工具保留于监测孔内,在后期的数据采集等监测过 程中,必然会对缆线等传感系统的准确感知并测量周围不同位置岩土体结构的应力、电性 等变化产生影响并造成一定程度上的结果误差,尤其是对初期岩土体受到扰动应力影响较 小情况下,受干扰较大而很难精准感知。 因此,如何将缆线固定在孔底指定位置的同时有效地把PVC管等辅助工具退取出 孔外是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种钻孔内传感缆线固定装置,能够将植入孔中的多根 缆线固定在孔底位置的同时有效地把PVC管等辅助推送装置完全退取出孔外,使得监测数 据受干扰减小、精准度高。 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案: 一种钻孔内传感缆线固定装置,包括:缆线固定部、辅助推送装置和手持式无线控 制器; 所述缆线固定部与所述辅助推送装置之间可拆卸连接; 4 CN 111614041 A 说 明 书 2/7 页 所述手持式无线控制器与所述缆线固定装置无线连接。 优选的,所述缆线固定部包括:前段、中段和后段;所述前段和所述中段可拆卸连 接; 所述前段上具有卡槽,所述卡槽旁对应设置有内嵌式按钮;所述卡槽用于固定多 物理场传感系统;其中,多物理场传感系统由分布式传感光纤和钻孔电法组成,根据不同的 监测需求,可选择适用于对应力场、温度场、水分场等感知灵敏的不同类型分布式传感光 纤,钻孔电法可获得电阻率、自然电位、电流等的地电场信息。多物理场传感系统可对岩体 内的应力场、温度场、水分场、地电场等的变化进行动态灵敏监测,其中,不同监测类型的感 测光缆有高强金属基应变感测光缆、定点式应变感测光缆、高强温度感测光缆、内加热含水 率感测光缆等,地电场的监测主要是使用钻孔电法缆线,这些不同类型的传感缆线均是经 过特殊保护处理的,在强度、耐久性、稳定性、抗干扰性等方面良好,根据工程监测需要可选 择一种或多种类型的感测光缆与钻孔电法电缆配合进行综合监测。 所述中段内部安装有高压储气仓、弹射单元、大头钢针、U型钢片、无线通讯模块和 集成控制模块;其中,所述无线通讯模块分别与所述手持式无线控制器以及所述集成控制 模块相连; 所述中段表面具有多个弹射孔,每个所述弹射孔内安装有一个所述弹射单元,所 述弹射单元内安装有所述大头钢针,所述弹射单元与所述高压储气仓通过连通阀相连;所 述U型钢片安装在所述中段底部;具体的,U型钢片通过焊接的方式安装在中段的内壁下部 位置。优选的,中段内壁下方均匀焊接三个U型钢片。 所述后段安装有楔形卡扣、无线通讯模块、回弹模块和后段中控模块;其中,所述 中段通过所述U型钢片和所述楔形卡扣与所述后段可拆卸相连;所述无线通讯模块分别与 所述手持式无线控制器以及所述后段中控模块相连;所述后段中控模块与所述回弹模块相 连;所述回弹模块安装在所述后段内壁上,并位于楔形卡扣下部,且与所述U型钢片位置相 对应。 优选的,所述辅助推送装置包括:PVC管;所述PVC管与所述后段通过螺纹连接。 优选的,所述回弹模块包括:压缩弹簧、挡板、伸缩杆和控制单元; 所述压缩弹簧一端固定在所述后段的内壁上,另一端与所述挡板内侧焊接; 所述控制单元与所述后段中控模块相连; 所述伸缩杆与所述控制单元相连; 所述控制单元安装在所述挡板的两端。 控制单元根据接收到的指令使伸缩杆机械收缩,当伸缩杆不再限制挡板及压缩弹 簧时,压缩弹簧会推动挡板及一侧的U型钢片向PVC管中心一侧移动,最终使得U型钢片脱离 后段的楔形卡扣,即后段与中段分离完成。优选的,可以利用电动推杆实现伸缩杆,控制单 元通过安装板安装在后段上。。 优选的,所述中段外侧还固定有扎条带。 优选的,还包括:软橡胶保护套;所述软橡胶保护套包裹于所述前段的顶部。 优选的,所述U型钢片底部黏贴有橡胶垫。 优选的,所述手持式无线控制器包括:无线传输模块、中控模块、指令输入模块和 显示模块; 5 CN 111614041 A 说 明 书 3/7 页 所述无线传输模块、所述指令输入模块和所述显示模块均与所述中控模块相连; 所述无线传输模块与所述无线通讯模块相连。 所述内嵌式按钮活动连接两个卡槽开合控制杆,两个所述卡槽开合控制杆采用控 制弹簧连接,所述卡槽开合控制杆通过连接杆连接卡槽。 经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种钻孔内传感 缆线固定装置,缆线固定部与辅助推送装置之间可拆卸连接;手持式无线控制器与缆线固 定装置无线连接,当缆线固定部与辅助推送装置植入到孔中后,手持式无线控制器控制缆 线固定部与辅助推送装置分离,将缆线保留在孔中,辅助推送装置完全退取出孔外,解决了 目前由于将缆线植入孔内后无法取出辅助推送装置而只能将其保留在孔中进行注浆作业 处理的问题。 本发明提供的钻孔内传感缆线固定装置结构简单、设计合理、安装方便、操作便 捷、固定效果好、监测数据受干扰减小、精准度更高,可广泛适用于岩土工程、采矿工程等地 面及地下工程岩土体结构运动变形及破坏监测领域内的各种传感缆线孔中植入后的固定 并有效从孔内退取出PVC管等辅助推送装置等的有高精度、分布式、远程无人智能监测预警 需求的工程项目。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例,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 提供的附图获得其他的附图。 图1为本发明提供的钻孔内传感缆线固定装置的示意图; 图2为本发明提供的缆线固定部结构框架图; 图3为本发明提供的缆线固定部结构立体示意图; 图4为本发明提供的内嵌式按钮的结构细节图; 图5为本发明提供的缆线固定部中段结构细节图; 图6为本发明提供的缆线固定部中段和后段的连接固定及分离过程细节示意图; 图7为本发明提供的孔内植入缆线阶段的系统剖面示意图; 图8为本发明提供的孔底缆线固定及PVC管辅助推送装置退取阶段的系统剖面示 意图; 图9为本发明提供的回弹模块的结构示意图。 其中,1-卡槽、2-内嵌式按钮、3-扎条带、4-弹射孔、5-U型钢片、6-楔形卡扣、7-压 缩弹簧、8-挡板、9-高压储气仓、10-弹射单元、11-大头钢针、12-连通阀、13-无线通讯模块、 14-集成控制模块、15-橡胶垫、16-监测钻孔、17-分布式感测光缆、18-钻孔电缆、19-软橡胶 保护套、20-前段、21-中段、22-后段、23-PVC管、24-卡槽开合控制杆、25-控制弹簧、26-连接 杆,27-伸缩杆,28-控制单元。