專利名稱：巖體鉆進速度探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是為隧道快速施工提供的一種檢測巖體質(zhì)量的儀器。
目前，國內(nèi)外檢測巖體質(zhì)量的主要技術(shù)手段是聲波、壓水、鉆孔潛望鏡等，它們可以從不同方面來反映巖體的完整性，但是它們有一個共同的問題，就是測量工作必須占用較長的時間，而且需要較多的設(shè)備，操作人員也較多，這些問題影響施工進展，給快速施工帶來了一定困難。
本實用新型的目的是尋找一種新的測試手段——即與施工同步，不占施工時間，而且迅速、準確、操作方便的測試儀器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種巖體鉆進速度探測儀是由連接板、盒體、光縫、鋼尺、光電開關(guān)和信號輸出線組成。由于在巖體里鉆進，其鉆進速度與巖體質(zhì)量有關(guān)，在硬巖或斷層角礫巖帶，其鉆進速度比較慢，在軟巖或斷層破碎帶其鉆進速度比較快。因此，當(dāng)固定鉆機推進壓力后，鉆孔的鉆進速度就反映被鉆巖體的質(zhì)量，從而通過鉆桿前進速度表征隧道掌子面前方的巖石狀態(tài)。
為了便于設(shè)計制造，利用鉆進單位距離所花的時間表征鉆孔的鉆進狀態(tài)，也就是說，鉆進單位距離所花的時間愈多，說明巖石愈堅硬；所花時間愈小，則巖石愈軟或遇到斷層破碎帶。
下面根據(jù)附圖和實施例詳細說明本實用新型。


圖1為本實用新型探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型探測器與臺車安裝示意圖。
請參看
圖1、圖2，首先松開圖2中臺車尾座(11)的兩個螺釘，將
圖1中的探測儀連接板(1)插入螺釘中并緊固螺母，用鐵絲將鋼尺(4)的尺頭連接在臺車移動臂(9)的尾部上，打開檢測器(7)的電源開關(guān)，使檢測器(7)處于工作狀態(tài)。當(dāng)臺車啟動鉆進時，鉆桿前進，移動臂(9)帶動鋼尺(4)頭前進，其鋼尺(4)拉出的速度等于鉆桿前進速度的一半。鋼尺可由鋼卷尺代替。光電開關(guān)(5)形狀為“匚”形，上方裝有光源(紅外發(fā)光管)，下方為光電接收部分。鋼尺(4)在光電開關(guān)(5)的“匚”中通過，由于鋼尺(4)有很多等距離的光縫(3)，光縫(3)允許紅外光通過進入光電接收部分。當(dāng)鋼尺(4)被臺車移動臂(9)帶動拉出時，只要紅外光通過光縫(3)，則光電開關(guān)(5)便發(fā)出一個脈沖信號，該信號通過信號輸出線(6)輸入到檢測器(7)的接收部分，啟動檢測器(7)的計時器計時，當(dāng)下一個光縫到來時，光電開關(guān)(5)又發(fā)出一個脈沖，使計時器停止計時，然后計時器清零。當(dāng)鉆孔繼續(xù)向前打時，重復(fù)光縫到位——紅外光通過——脈沖信號——啟動計時器——記時——下一個光縫到位——紅外光通過——脈沖信號——啟動計時器——停止記時——清零的步驟，這些步驟直到鉆孔打完，然后關(guān)閉檢測器開關(guān)，鋼尺(4)將隨著鉆桿退后而自動卷入探測儀盒體(2)內(nèi)，這樣一個鉆孔的探測結(jié)束。根據(jù)從檢測器里得到的打印數(shù)據(jù)、打印序列就可以及時判斷前方鉆孔內(nèi)巖體質(zhì)量的好壞，判斷斷層、破碎帶的寬窄及具體位置。
在分析大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，初步總結(jié)出了鉆進時間和地質(zhì)的關(guān)系(1)完整堅硬巖石，單位長(20cm)鉆進時間大于6S，且變化?。?2)松散巖石或斷層帶，單位長(20cm)鉆進時間小于4S，變化小；(3)巖層中央軟弱層、張裂隙，或者有小斷層等不均勻巖體，單位長(20cm)鉆進時間有明顯變化；(4)硬巖破碎、裂隙間不夾泥層，或者泥層厚度不大，則鉆速反映不明顯。
(5)在孔口20－40cm范圍內(nèi)的高速區(qū)，可能是上一茬炮形成的松動區(qū)。
本實用新型巖體鉆進速度探測儀，工作時，不占用施工時間，不影響鉆機正常工作，鉆進測量同時進行，并且不增加工作人員，在隧道比較惡劣的工作環(huán)境中，性能穩(wěn)定。體積小(110×70×33mm3)、重量輕(0.5kg)，便于攜帶，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
權(quán)利要求1.一種巖體鉆進速度探測儀，其特征在于它是由連接板(1)、盒體(2)、光縫(3)、鋼尺(4)、光電開關(guān)(5)和信號輸出線(6)所組成，其中光電開關(guān)形狀為“[”形，處于盒體內(nèi)部，并與信號輸出線連接，鋼尺在光電開關(guān)的“[”形中通過與盒體外的臺車移動臂(9)尾部相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的探測儀，其特征在于鋼尺(4)上分布有等間距的光縫(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的探測儀，其特征在于鋼尺可由鋼卷尺代替。
專利摘要本實用新型是一種用于測量巖體質(zhì)量和鉆進速度探測儀，它是由連接板、盒體、鋼尺、光電開關(guān)、信號輸出線等組成，其中，鋼尺分布有等間距的光縫，并與臺車臂尾部相連，光電開關(guān)呈“”中所當(dāng)臺車啟動鉆進時鉆桿前進，移動臂劃帶動鋼尺頭步進，其鋼尺拉出的速度等于鉆桿步進速度的一半。由于鋼尺有等距離的光縫，在通過“”光電開關(guān)時則光電開關(guān)便發(fā)出一條列脈沖，通過信號輸出線傳送到檢測器中，由于鉆進速度不同，因而得到的脈沖序列信號也不同，由此可測得并通過信號分析判斷巖體質(zhì)量好壞。
文檔編號E21B44/00GK2085852SQ9120494
公開日1991年10月2日 申請日期1991年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月3日
發(fā)明者成彬芳, 王久瑀, 胡懋勤, 吳志勇, 孫廣忠 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)所