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原文传递勘探压注仪及其应用

专利名称：	勘探压注仪及其应用
摘要：	本发明公开了一种勘探压注仪。它包括受力设备和动力设备，所述受力设备包括衔接系统和压提系统，所述衔接系统包括压力传感器和卡盘，所述压力传感器固定于所述卡盘上、且置于所述卡盘和所述动力设备之间；所述压提系统包括探杆，探杆接头，和锥头或螺旋钻头；所述卡盘卡于所述探杆或探杆接头上，所述探杆一端向上伸出所述动力设备、另一端与通过内柱与所述锥头插拔连接；所述探杆为中空结构。本发明压力传感器置于卡盘和动力设备之间，探杆中空结构无电缆，锥头可脱离探杆等特征，压力传感器不易受潮损坏、可扩展试验范围和灌浆封孔，操作简便快捷。本发明还公开了勘探压注仪的应用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	长江岩土工程总公司(武汉)
发明人：	高志林;李林;宋斌;杜胜华;何涛;李俣继;姜超;王茂智;王寺响;袁洋洋;朱忠;张延仓;曹道宁;高龙翔;李潇一;李士明;李锋;张三定;张丙先;苏志远
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910359283.1
公开号：	CN110080194A
代理机构：	武汉宇晨专利事务所
代理人：	王敏锋
分类号：	E02D1/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D1
申请人地址：	430010 湖北省武汉市江岸区解放大道1863号
主权项：	1.勘探压注仪，其特征在于：包括受力设备(1)和动力设备(2)，所述受力设备(1)包括衔接系统(1.1)和压提系统(1.2)，所述衔接系统(1.1)包括压力传感器(1.11)和卡盘(1.12)，所述压力传感器(1.11)固定于所述卡盘(1.12)上、且位于所述卡盘1.12与所述动力设备(2)之间；所述压提系统(1.2)包括探杆(1.21)，探杆接头(1.22)，和锥头(1.23)或螺旋钻头(1.24)；所述卡盘(1.12)卡于所述探杆(1.21)或探杆接头(1.22)上，所述探杆(1.21)顶端向上伸出所述动力设备(2)、底端与所述锥头(1.23)插拔连接；所述探杆(1.21)和所述探杆接头(1.22)均为中空结构。 2.根据权利要求1所述的勘探压注仪，其特征在于：所述探杆(1.21)中部和探杆接头(1.22)中部均设有凹槽(1.211)，所述卡盘(1.12)卡设在所述凹槽(1.211)中；所述探杆(1.21)和探杆接头(1.22)通过丝扣连接。 3.根据权利要求1或2所述的勘探压注仪，其特征在于：所述锥头(1.23)包括锥尖(1.231)、锥柱(1.232)和内柱(1.233)，所述锥柱(1.232)下端与所述锥尖(1.231)同心连接、上端与所述内柱(1.233)同心相连；所述锥柱(1.232)直径大于所述内柱(1.233)直径；所述锥柱(1.232)直径与所述锥尖(1.231)底座直径相等、且与所述探杆(1.21)外径相等。 4.根据权利要求3所述的勘探压注仪，其特征在于：所述内柱(1.233)包括第一内柱(1.2331)和第二内柱(1.2332)；所述第一内柱(1.2331)呈圆柱形，所述第二内柱(1.2332)呈底部逐渐扩大的变径柱体结构。 5.根据权利要求4所述的勘探压注仪，其特征在于：所述锥尖(1.231)的锥角为60°；所述锥头(1.23)为钢质锥头。 6.根据权利要求5所述的勘探压注仪，其特征在于：所述卡盘(1.12)上布置有上下通透的卡盘插槽(1.121)，所述卡盘插槽(1.121)宽度大于所述凹槽(1.211)宽度、且小于所述探杆(1.21)直径；所述压力传感器(1.11)呈圆盘结构，所述压力传感器(1.11)中部布置有上下通透的压力传感器凹槽(1.111)，所述压力传感器凹槽(1.111)宽度大于所述探杆(1.21)直径；所述压力传感器(1.11)与所述卡盘(1.12)同心接触，且通过螺栓与所述卡盘(1.12)固定连接；所述卡盘插槽(1.121)宽度小于所述压力传感器凹槽(1.111)宽度，且两者对应接触。 7.权利要求1-6中任一权利要求所述的勘探压注仪的应用，其特征在于：用于采集砂、土层力学数据，采集砂、土层渗透数据，恢复及改善砂、土状况。 8.根据权利要求7所述的勘探压注仪的应用，其特征在于：当应用于采集砂、土层力学数据时，包括采集单桩竖向承载力或单独采集其中锥尖阻力，和采集扰动土的抗剪强度； 1)采集单桩竖向承载力或锥尖阻力包括如下步骤：工作时，固定动力设备(2)，将探杆(1.21)从动力设备(2)的居中圆孔放置于接近地面，第一内柱(1.2331)从下至上嵌入探杆(1.21)内径、且同探杆(1.21)一起铅直落于地面；卡盘(1.12)卡在凹槽(1.211)中，压力传感器(1.11)位于卡盘(1.12)上方、顶面紧密接触动力设备(2)底面，接受动力设备(2)的压力，将压力传递至压提系统(1.2)上并记录数据变化，该数据为单桩竖向承载力；到达预定深度后，将卡盘器(1.1)翻转置于动力设备(2)顶面，压力传感器(1.11)紧密接触动力设备(2)顶面，卡盘(1.12)位于压力传感器(1.11)上方，卡盘(1.12)卡在凹槽(1.221)上，接受动力设备(2)的上提压力，带动探杆(1.21)上行，锥头(1.23)受围土(3)摩擦力脱离，此时压力传感器收集数据为探杆(1.21)表面摩擦力的变化；当单独采集锥尖阻力时，压入步骤同单桩竖向承载力，区别在于锥头(1.23)无锥柱(1.232)，锥尖(1.231)底座直径大于探杆(1.21)直径；达到试验孔深后，上提阶段不记录压力数据； 2)采集扰动土的抗剪强度包括如下步骤：工作时，固定动力设备(2)，螺旋钻头(1.24)通过丝扣连接于所述探杆(1.21)下端，将螺旋钻头从动力设备(2)的居中圆孔放置于地面、上部连接探杆(1.21)，旋转钻入一定深度，通过动力设备(2)和衔接系统(1.1)上提螺旋钻头至地表，清除钻头和探杆(1.21)岩芯；再将螺旋钻头放至孔底，利用人力或设备，钻进2cm～5cm深度；卡盘(1.12)卡在凹槽(1.211)上；压力传感器(1.11)位于卡盘(1.12)下方、且顶面紧密接触压杆器(2.1)顶面，接受动力设备(2)的上提压力，并将上提压力传递至压提系统(1.2)上并记录数据变化；清除岩芯后，继续放置孔底钻进5cm～10cm深度，继续前述上提、记录、清除岩芯步骤；再钻进10cm～20cm深度，继续前述上提、记录、清除岩芯步骤，以此类推；利用剪破不同厚度扰动土数据和记录仪压力数据变化，计算抗剪强度相关指标；当不需要收集试验数据仅螺旋钻进取岩芯时，压提系统(1.2)钻进5cm～50cm深度时，上提一次压提系统(1.2)，剪破土体后将压提系统(1.2)放至孔底螺旋钻进5cm～50cm，再次上提剪破土体及下入孔底，直至上提压力接近动力设备(2)动力极限时，将压提系统(1.2)提出地表并清理螺旋钻头和探杆(1.21)附着岩芯；继续放入孔底钻进至预定孔深。 9.根据权利要求8所述的勘探压注仪的应用，其特征在于：当应用于采集砂、土层渗透数据时，包括如下步骤，步骤一：采集渗透性数据时的压入方法与所述采集单桩竖向承载力压入步骤相同，不同之处在于：采用锥头(1.23)的内柱为第二内柱(1.2332)；步骤二：在锥头(1.23)到达需注水试验部位时，上提压提系统(1.2)，上提的高度为2～5cm，锥头(1.23)在围土(3)摩擦力作用下部分脱离探杆(1.21)；由地表探杆(1.21)内径注水至试验段并按时间记录注水量，直至水量稳定完成注水试验；下压压提系统(1.2)，使探杆(1.21)与锥柱(1.232)衔接，继续压入试验；步骤三：数据分析使用：注水试验取得稳定单位流量后，计算方法根据包括试段长度、试段直径、流量、地下水位的数据，利用现有公式计算渗透数据。 10.根据权利要求9所述的勘探压注仪的应用，其特征在于：当应用于恢复及改善砂、土状况时，包括试验探孔封孔和锥探灌浆施工； 1)试验探孔封孔包括如下步骤：探孔中下部使用泥浆或水泥浆，通过漏斗灌入探杆(1.21)中空部分，依靠泥浆或水泥浆重力和探杆上提时的真空吸力达到孔底；提升部分探杆(1.21)；重复前述灌浆及提升探杆(1.21)步骤；待探杆(1.21)全部提出地面，采用少量泥球塞进试验探孔孔口，利用动力设备(2)和底端设有内凹堵头的探杆(1.21)压入指定深度，提升探杆(1.21)；重复前述操作，直至泥球封堵至孔口； 2)锥探灌浆施工步骤：压提系统(1.2)达到设计深度后，提起部分探杆(1.21)，使锥头脱离，按设计压力注浆；该段达到设计要求后，再提一段探杆(1.21)，再注浆；重复前述步骤，直至完成孔口锥探灌浆，并用泥球封堵孔口。
所属类别：	发明专利