地下埋藏物的探查装置及探查方法
【专利摘要】本发明公开了一种地下埋藏物的探查装置，包括水泵、与水泵的出水口相连通的水管（11）、与水管（11）相连通的枪头（14）以及套装于枪头（14）外部的套筒（13），枪头（14）的末端为具有喷水孔的喷射端。该探查装置的探查精度较高、能够提高地下埋藏物的完整性以及降低对周边环境造成的破坏。本发明还公开了一种地下埋藏物的探查方法，采用上述探查装置，包括以下步骤：S1、根据目标埋藏物的尺寸及分布规律布置多个探查点；S2、打开水泵并驱动枪头和套筒沿竖直方向由所述探查点进入地下；S3、当所述套筒碰触到障碍物时，测量所述障碍物的坐标；S4、根据多个探查点所测得的障碍物的坐标，判断所述障碍物是否为目标埋藏物。
【专利说明】地下埋藏物的探查装置及探查方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及勘探【技术领域】，尤其涉及一种地下埋藏物的探查装置。本发明还涉及一种地下埋藏物的探查方法。
【背景技术】
[0002]为了方便地下设施的铺设，通常需要对已经存在的地下埋藏物的位置进行探查，以此降低施工过程中损坏这些地下埋藏物的几率。尤其在电力电缆【技术领域】，目前采用的非开挖拖拉管技术以较小的破坏性实现电力电缆穿越城市道路和河道等，但因其施工技术及装备参差不齐、现场管理水平落后等原因，电力电缆的非开挖顶管没有准确的地下平面布置、路径、地下平断面图以及轨迹导向表等竣工图纸，抑或已有的竣工图纸与现场实际情况不符，这些问题将严重影响电力电缆的后续施工。
[0003]目前，探查地下埋藏物的方法主要有以下几种:电磁感应法，以物质的导电性、导磁性和介电性的差异为基础，应用电磁感应原理，通过观测和研究人工或天然源形成的电磁场的空间分布与时间(或频率)的变化规律，来确定地下埋藏物的位置、深度，属于间接探查；钻探法，直接采用钻机钻探，通过技术工人的工程经验判断是否探到埋藏物，该方法通过钻机的平面位置和钻杆的深度确定埋藏物的位置和深度；开挖法，采用挖土设备或人工直接将埋藏物上部的土体挖除，将埋藏物暴露，以确定埋藏物的位置和深度。
[0004]上述三种方法分别存在如下缺陷:电磁感应法的探查误差与地下埋藏物的深度成正比，同时受探查仪器、周边环境等的影响较大，尤其当地下埋藏物自身会产生电磁场时，其会产生虚拟信号，继而产生干扰，因此其精度往往达不到要求；钻探法中，钻头钻进地下容易破坏地下埋藏物的完整性；开挖法需要较大的施工面积以确定地下埋藏物的位置，因而会对周边环境会造成较大的破坏。
[0005]综上所述，如何解决地下埋藏物探查过程中存在的探查精度较低、地下埋藏物的完整性较差以及对周边环境造成较大破坏的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的重大难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种地下埋藏物的探查装置，该装置的探查精度较高、能够提高地下埋藏物的完整性以及降低对周边环境造成的破坏。本发明的另一目的是提供一种地下埋藏物的探查方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]一种地下埋藏物的探查装置，包括水泵、与所述水泵的出水口相连通的水管、与所述水管相连通的枪头以及套装于所述枪头外部的套筒，所述枪头的末端为具有喷水孔的喷射端。
[0009]优选地，在上述探查装置中，还包括用于保证所述枪头和所述套筒的下放竖直度的导管，所述导管与所述枪头或所述套筒相连。[0010]优选地，在上述探查装置中，所述枪头通过所述导管与所述水管相连通。
[0011]优选地，在上述探查装置中，所述导管固定于所述枪头外侧。
[0012]优选地，在上述探查装置中，所述枪头的所述喷射端为锥形结构。
[0013]优选地，在上述探查装置中，所述套筒为圆筒结构。
[0014]在上述技术方案中，本发明提供的地下埋藏物的探查装置包括水泵、水管、枪头和套筒，水泵的出水口与水管连通，水管与枪头相连通，套筒设置于枪头外部，枪头的末端为具有喷水孔的喷射端。使用该探查装置时，打开水泵，水泵中具有压力的动力水即可通过水管进入枪头，而枪头末端的喷水孔使得动力水能够以较高的压力喷射至土壤内，从而打散喷射端周围的土壤，此时枪头和套筒即可在自身重力以及驱动力的作用下不断下放；当套筒碰触到障碍物后，即可关闭水泵，然后记录障碍物的坐标；通过重复上述操作后得到障碍物的多组坐标值，分析这些坐标值即可确定该障碍物是否为目标埋藏物，进而得到目标埋藏物的准确位置。
[0015]通过上述描述可知，相比于【背景技术】中所介绍的内容，本发明提供的地下埋藏物的探查装置采用水冲的方式直接切割土壤，从而探查地下埋藏物，相比于利用电磁感应法进行探查，该装置工作时不受地下埋藏物的深度、探查仪器、周边环境、磁场干扰等影响，进而提高了探查精度；相比于利用钻探法进行探查，该装置中的动力水以及套筒均能够降低对地下埋藏物造成的破坏；相比于利用开挖法进行探查，该装置仅需打出多个探查孔，以较小的施工面积即可确定地下埋藏物的位置，因而对周边环境造成的破坏较小。
[0016]一种地下埋藏物的探查方法，采用上述任一项所述的探查装置，包括以下步骤:
[0017]S1、根据目标埋藏物的尺寸及分布规律布置多个探查点；
[0018]S2、打开水泵并驱动枪头和套筒沿竖直方向由所述探查点进入地下；
[0019]S3、当所述套筒碰触到障碍物时，测量所述障碍物的坐标；
[0020]S4、根据多个探查点所测得的障碍物的坐标，判断所述障碍物是否为目标埋藏物。
[0021]优选地，在上述探查方法中，所述步骤S3包括:
[0022]S31、当所述套筒碰触到所述障碍物时，测量导管的下放竖直度；
[0023]S32、若所述导管的下放竖直度具有误差，校准所述导管的下放竖直度后测量所述障碍物的坐标。
[0024]优选地，在上述探查方法中，多个所述探查点呈网格状分布。
[0025]优选地，在上述探查方法中，所述探查点包括多个探查点组，所述探查点组由多个探查分点组成，多个所述探查分点呈横向均匀分布或纵向均匀分布。
[0026]由于本发明提供的地下埋藏物的探查方法采用本发明提供的任一种地下埋藏物的探查装置，而该探查装置具有上述技术效果，因此，上述探查方法也应具有相应的技术效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0027]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，下面将对本发明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。[0028]图1为本发明一种实施例提供的探查装置的结构示意图；
[0029]图2为本发明另一种实施例提供的探查装置的结构示意图；
[0030]图3为本发明实施例提供的探查方法中探查点的分布示意图。
[0031]上图1-3 中:
[0032]水管11、导管12、套筒13、枪头14、目标埋藏物20、探查分点21。
【具体实施方式】
[0033]本发明的核心是提供一种地下埋藏物的探查装置，该装置的探查精度较高、能够提高地下埋藏物的完整性以及降低对周边环境造成的破坏。本发明的另一核心是提供一种地下埋藏物的探查方法。
[0034]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0035]如图1和2所示，本发明实施例提供的地下埋藏物的探查装置包括水泵、水管11、枪头14和套筒13 ;水泵为该探查装置的动力源，其提供具有较高压力的动力水，根据地下埋藏物所处土壤的土质、地下埋藏物的探查速度等要求选择相应输出压力的水泵即可；水管11的一端与水泵的出水口相连通，另一端与枪头14的进水口连通，水管11 一般为可弯折的柔性管，以便于其自地面不断地伸入地下；枪头14的末端为具有喷水孔的喷射端，该喷射端可为圆筒结构，其上的喷水孔的数量通常为多个，套筒13套装于枪头14的外部，其主要作用是触碰地下埋藏物，以此指示水泵停止工作，套筒13的外形结构可根据地下埋藏物的形状灵活设定，本发明实施例将套筒13优选为圆筒结构，以此保证套筒13较大程度地与地下埋藏物接触，另外，操作人员可通过辅助工具向套筒13施加竖直向下的作用力。
[0036]使用该探查装置时，打开水泵，水泵中具有压力的动力水即可通过水管11进入枪头14，而枪头14末端的喷水孔使得动力水能够以较高的压力喷射至土壤内，从而打散喷射端周围的土壤，此时枪头14和套筒13即可在自身重力以及驱动力的作用下不断下放；当套筒13碰触到障碍物后，即可关闭水泵，然后记录障碍物的坐标；通过重复上述操作后得到障碍物的多组坐标值，分析这些坐标值即可确定该障碍物是否为目标埋藏物，进而得到目标埋藏物的准确位置。
[0037]通过上述描述可知，相比于【背景技术】中所介绍的内容，本发明实施例提供的地下埋藏物的探查装置采用水冲的方式直接切割土壤，从而探查地下埋藏物，相比于利用电磁感应法进行探查，该装置为直接测量，其工作时不受地下埋藏物的深度、探查仪器、周边环境、磁场干扰等影响，进而提高了探查精度；相比于利用钻探法进行探查，该装置中的动力水以及套筒13均能够降低对地下埋藏物造成的破坏；相比于利用开挖法进行探查，该装置仅需打出多个探查孔，以较小的施工面积即可确定地下埋藏物的位置，因而对周边环境造成的破坏较小。
[0038]本发明实施例提供的上述探查装置还具有测量直观、操作方便、费用较低等优点，其运用于采用非开挖拖拉管技术铺设的电力电缆的探查中效果更为明显。
[0039]进一步的技术方案中，本发明实施例提供的探查装置还包括导管12，该导管12与枪头14或套筒13相连，其用于保证枪头14和套筒13的下放竖直度。导管12为钢管或塑料管等具有一定硬度的管件，其伴随枪头14和套筒13下放至地下，由于枪头14和套筒13受力运动时，两者的运动方向容易相对于竖直方向发生偏斜，那么根据两者的下放距离确定地下埋藏物的高度时，将导致地下埋藏物的高度数据出现较大的误差，而上述具有导管12的探查装置工作时，即使枪头14和套筒13发生偏斜，也可通过校准导管12来保证枪头14和套筒13的下放竖直度，从而大大提高地下埋藏物的高度测量的准确性。另外，操作人工可方便地向导管12施加按压力，以驱动枪头14和套筒13下沉。
[0040]具体实施时，导管12可连通于水管11和枪头14之间，如图1所示，此时导管12除了起到导向作用外，还具有输送动力水的功能，而导管12不会发生弯折，其内流动的动力水能够保持较高的压力，也就能够保证枪头14的输出压力，有利于快速切割土壤。在另一实施例中，导管12可固定于枪头14外侧，如图2所示，即导管12与枪头14并接，而枪头14的进水口与水管11直接相连，这一实施例中，水管11无需与导管12的进水口连接，导管12的长度较长时也不会抬升水管11的位置，不仅有利于水管11的设置，还能够避免水管11过高时造成的动力水压力损失。
[0041]为了进一步提高枪头14的输出压力以更好地切割土壤，本发明实施例将枪头14的喷射端设置为锥形结构，即喷射端的截面尺寸沿竖直向下的方向逐渐减小，使得喷射端的动力水更集中地喷射，以此达到上述目的。
[0042]本发明实施例提供的地下埋藏物的探查方法，采用上述任一方案所描述的探查装置，该方法包括以下步骤:
[0043]S1、根据目标埋藏物的尺寸及分布规律布置多个探查点；
[0044]S2、打开水泵并驱动枪头和套筒沿竖直方向由上述探查点进入地下；
[0045]S3、当套筒碰触到障碍物时，测量该障碍物的坐标；
[0046]S4、根据多个探查点所测得的障碍物的坐标，判断该障碍物是否为目标埋藏物。
[0047]参见图3，步骤SI中，探查点的设置需要沿着目标埋藏物的延伸方向覆盖目标埋藏物20，并扩散至不具有目标埋藏物20的地方，以此准确探查目标埋藏物20的位置和尺寸。步骤S3中所说的障碍物为套筒在移动过程中实际触碰到的物体，该障碍物的坐标则指其在三维坐标系中的三个坐标值，其中位于竖直方向上的坐标值标定为该障碍物的高度。步骤S4中，如果所测得的障碍物即为目标埋藏物20，那么根据该障碍物的坐标值即可确定目标埋藏物20的准确位置，如果不是则重新布置探查点后进行探查。
[0048]由于上述探查方法采用了本发明实施例提供的任一种探查装置，而该探查装置具有探查精度较高、能够提高地下埋藏物的完整性以及降低对周边环境造成的破坏的技术效果，因而该探查方法也具有这一技术效果，此处不再赘述。
[0049]优选的技术方案中，上述步骤S3包括:
[0050]S31、当套筒碰触到障碍物时，测量导管的下放竖直度；
[0051]S32、若导管的下放竖直度具有误差，校准导管的下放竖直度后测量障碍物的坐标。
[0052]上述探查方法中，如果导管的下放竖直度具有误差，则表示套筒和枪头已经相对于竖直方向发生了偏斜，此时通过校准导管的下放竖直度即可达到矫正套筒和枪头的下放竖直度的目的，进而提高所测得的障碍物的坐标值的准确性。当然，如果导管的下放竖直度不存在误差，则可直接记录障碍物的坐标。
[0053]具体实施时，步骤SI中，探查点可采用网格状分布，即多个探查点大致在横向和纵向均呈均匀分布，此处所说的横向和纵向根据目标埋藏物20的大致位置进行设定，具体地，将目标埋藏物20的分布线的中线延伸方向定义为横向，垂直于该中线的方向即为纵向，且两者均位于水平面内。
[0054]如图3所示,另一实施例中，上述探查点包括多个探查点组,每个探查点组由多个探查分点21组成，多个探查分点21呈横向均匀分布或纵向均匀分布。当目标埋藏物20沿横向具有较小波动时，多个探查分点21则呈纵向均匀分布，此时，相邻两个探查点组的横向间距较大，但这一间距并不影响目标埋藏物20的探查精度，反而会增加目标埋藏物20的探查效率；同理地，当目标埋藏物20沿纵向具有较小波动时，多个探查分点21则呈横向均匀分布。
[0055]以上对本发明所提供的地下埋藏物的探查装置及探查方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种地下埋藏物的探查装置，其特征在于，包括水泵、与所述水泵的出水口相连通的水管(11)、与所述水管(11)相连通的枪头(14)以及套装于所述枪头(14)外部的套筒(13)，所述枪头(14)的末端为具有喷水孔的喷射端。
2.按照权利要求1所述的探查装置，其特征在于，还包括用于保证所述枪头(14)和所述套筒(13)的下放竖直度的导管(12)，所述导管(12)与所述枪头(14)或所述套筒(13)相连。
3.按照权利要求2所述的探查装置，其特征在于，所述枪头(14)通过所述导管(12)与所述水管(11)相连通。
4.按照权利要求2所述的探查装置，其特征在于，所述导管(12)固定于所述枪头(14)外侧。
5.按照权利要求1-4中任一项所述的探查装置，其特征在于，所述枪头(14)的所述喷射端为锥形结构。
6.按照权利要求1-4中任一项所述的探查装置，其特征在于，所述套筒(13)为圆筒结构。
7.一种地下埋藏物的探查方法，采用如权利要求1-6中任一项所述的探查装置，其特征在于，包括以下步骤: 51、根据目标埋藏物的尺寸及分布规律布置多个探查点； 52、打开水泵并驱动枪头和套筒沿竖直方向由所述探查点进入地下； 53、当所述套筒碰触到障碍物时，测量所述障碍物的坐标； 54、根据多个探查点所测得的障碍物的坐标，判断所述障碍物是否为目标埋藏物。
8.根据权利要求7所述的探查方法，其特征在于，所述步骤S3包括: 531、当所述套筒碰触到所述障碍物时，测量导管的下放竖直度； 532、若所述导管的下放竖直度具有误差，校准所述导管的下放竖直度后测量所述障碍物的坐标。
9.根据权利要求7或8所述的探查方法，其特征在于，多个所述探查点呈网格状分布。
10.根据权利要求7或8所述的探查方法，其特征在于，所述探查点包括多个探查点组，所述探查点组由多个探查分点组成，多个所述探查分点呈横向均匀分布或纵向均匀分布。
【文档编号】G01V9/00GK104035141SQ201310074096
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月8日 优先权日:2013年3月8日
【发明者】任广振, 徐祥海, 罗进圣, 胡伟, 吴健儿, 方炯 申请人:国网浙江省电力公司杭州供电公司, 国家电网公司