隧道掌子面探测现场辅助作业装置的制作方法

1.本实用新型涉及地下工程检测辅助领域，特别是隧道掌子面探测现场辅助作业装置。


背景技术：

2.目前可以通过超前预报，预报隧道掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，及时发现异常情况，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧洞涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，使工程单位提前做好施工准备，保证施工安全，同时还可节约大量资金。
3.对隧道掌子面进行地质检测通常采用人工手持天线移动进行测量，该种检测方法存在的缺陷是，在实际工作中，矿山爆破法会引起隧道坑洼不平、积水等现象，给超前地质预报操作人员现场作业带来极大的不便，人工操作有时难以实现，检测效率低，并且施工人员容易崴脚、碰伤，安全无法得到很好的保障，进而严重影响地下工程的正常施工。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种隧道掌子面探测现场辅助作业装置，支撑检测仪器并借助滑轮带动天线移动代替人工手持天线进行探测，满足隧道复杂环境探测，又可降低作业安全、避免人力浪费，检测效率和检测精度均较高。
5.本实用新型的技术方案是：一种隧道掌子面探测现场辅助作业装置，其中，包括支撑架、用于放置天线的天线夹体、左右移动机构和前后移动机构，天线夹体设置在支撑架的顶部，天线夹体与左右移动机构连接，天线夹体的顶部和/或底部设有前后移动机构；
6.所述支撑架包括水平方向的顶杆、与顶杆的两端分别固定连接的支撑杆，支撑架的顶部设有两根平行的顶杆，天线夹体套在两顶杆上，且天线夹体沿顶杆滑动；
7.所述左右移动机构包括定滑轮、绳子和摇柄，两侧支撑杆的下部分别固定有摇柄，对应的在两侧支撑杆的上部分别固定有定滑轮，绳子的两端分别固定在两侧摇柄上，且绳子依次缠绕在摇柄和定滑轮上，绳子穿过天线夹体，天线夹体固定在绳子上；
8.所述前后移动机构包括齿轮、齿条、电机、位于掌子面凹凸不平处的发射器、位于天线夹体与顶杆的连接处的接收器，天线夹体的顶部和底部分别设有齿轮、齿条和电机，电机与齿轮连接，齿轮与齿条之间相互啮合，齿条固定在天线夹体的顶部和/或底部。
9.本实用新型中，所述顶杆采用伸缩杆，支撑杆的底部设有三角支架。通过伸缩杆调整该装置的宽度，使该装置能够适用于不同宽度的掌子面。
10.所述天线夹体内设有空腔，天线设置在空腔内，天线夹体的后侧面贴合掌子面，天线夹体的前侧面设有开口槽，天线的天线接口设置在开口槽内。以便于天线与外部的数据采集装置连接。
11.所述顶杆位于天线和天线夹体的内侧壁之间。
12.本实用新型的有益效果是：
13.该装置可以代替人工手持天线移动探测，成功的解决了隧道积水、坑洼不平引起的探测难以操作、施工人员安全难以保障等问题，保证在复杂环境条件下顺利进行超前地质预报、以及地下工程的顺利进行，检测效率和检测精度均较高。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构示意图；
15.图2是将本实用新型用于掌子面探测的结构示意图；
16.图3是天线夹体的剖视图；
17.图4是天线夹体和前后移动机构的结构示意图；
18.图5是当掌子面向内凹时前后移动机构的示意图；
19.图6是当掌子面凸起时前后移动机构的示意图。
20.图中：1三角支架；2支撑杆；3定滑轮；4天线夹体；5伸缩杆；6绳子；7摇柄；8掌子面；9天线；901天线接口；10齿轮；11齿条。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
22.在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
23.如图1和图2所示，本实用新型所述的隧道掌子面探测现场辅助作业装置包括支撑架、天线夹体4、左右移动机构和前后移动机构，探测过程中使用的天线9设置在天线夹体4内，天线夹体4设置在支撑架的顶部，天线夹体4与左右移动机构连接，从而使天线夹体4和天线9可以沿支撑架的顶部左右滑动，天线夹体4的顶部和/或底部设有前后移动机构。
24.支撑架包括水平方向的顶杆、与顶杆的两端分别固定连接的支撑杆2和固定于支撑杆底部的三角支架1，支撑杆2的顶部与顶杆的端部连接，因此顶杆位于支撑架的顶部，支撑架的顶部设有两根平行的顶杆，天线夹体4套在两顶杆上，且天线夹体4可以沿顶杆滑动，顶杆对天线夹体4的往复移动起到了导向作用。本实施例中，顶杆采用伸缩杆5，由于不同的隧道中掌子面的宽度不同，通过伸缩杆5调整该装置的宽度，使该装置能够适用于不同宽度的掌子面。支撑杆2底部的三角支架1提高了支撑架的稳定性。
25.左右移动机构设置在支撑架上，左右移动机构包括定滑轮3、绳子6和摇柄7，两侧支撑杆2的下部分别固定有摇柄7，对应的在两侧支撑杆2的上部分别固定有定滑轮3，绳子6的两端分别固定在两侧摇柄7上，且绳子6依次缠绕在摇柄7和定滑轮3上。绳子6穿过天线夹体4，天线夹体4固定在绳子6上。当需要天线夹体4移动时，只需手动转动摇柄7，使绳子6在两侧的摇柄7之间缠绕的过程中，带动天线夹体4往复移动。
26.如图3所示，天线夹体4内设有空腔，天线9设置在空腔内，天线夹体4的后侧面贴合掌子面8，天线夹体4的前侧面设有开口槽，天线9的天线接口901设置在开口槽内，以便于天线9与外部的数据采集装置连接。伸缩杆5位于天线9和天线夹体4的内侧壁之间。
27.由于掌子面存在凹凸不平处，如果在测量过程中，天线9与掌子面之间的距离太大，会造成检测数据不准确，影响测量精度。前后移动机构包括齿轮10、齿条11、电机、发射器和接收器，其中发射器位于掌子面的凹凸不平处，接收器位于天线夹体4与顶杆的连接处。如图4所示，本实施例中，天线夹体4的顶部和底部分别设有齿轮10、齿条11和电机，电机与齿轮10连接，齿轮10与齿条11之间相互啮合，齿条11分别固定在天线夹体4的顶部和底部。当天线夹体4运动至掌子面的凹凸不平处时，发生器发射频率信号，此时天线夹体4上的接收器收到信号后，控制电机动作，带动齿轮10转动，通过齿轮10与齿条11之间的啮合，带动齿条11和与齿条11固定连接的天线夹体4前后移动，使天线夹体4和天线9始终贴合掌子面。
28.具体到本实施例中，如图5所示，当掌子面向内凹时，使齿轮10顺时针转动，通过齿轮10和齿条11之间的啮合，使齿条11和与齿条固定连接的天线夹体4向掌子面的凹陷处移动。如图6所示，当掌子面凸起时，使齿轮10逆时针转动，通过齿轮10和齿条11之间的啮合，使齿条11和与齿条固定连接的天线夹体向掌子面的凸起方向移动。而在实际施工过程中，由于掌子面的凹凸幅度比较小，因此齿轮10只需要转动一定的角度，即可实现天线与掌子面之间的贴合。
29.利用该装置进行隧道掌子面探测的工作过程如下所述：首先，检测前安装支撑架，并根据实际隧道掌子面的宽度调整伸缩杆的长度，以保证天线能够对整个掌子面进行探测，将检测仪器安装在支撑架上，天线放置在天线夹体内，并将天线夹体放置在整个装置的左端；其次，转动右侧的摇柄，使缠绕在右侧定滑轮上的绳子带着天线夹体从整个装置的左端滑动至右端，完成掌子面检测，通过控制转动摇柄的速度，可以控制天线夹体的移动速度，从而提供高质量的检测数据。监测过程中，当天线夹体移动至掌子面的凹凸不平处时，前后移动机构可以控制天线夹体前后移动，以保证天线与掌子面始终贴合，保证了检测数据的准确性。最后，转动左侧的摇柄，使缠绕在左侧定滑轮上的绳子带着天线夹体从整个装置的右端滑动至左端，实现了天线夹体的复位。为了避免出现系统误差，可以重复上述步骤，循环操作数次，从而获得比较可靠的数据。
30.以上对本实用新型所提供的隧道掌子面探测现场辅助作业装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。