一種懸浮式重錘測斜儀及測量方法技術

本發(fā)明專利技術涉及一種懸浮式重錘測斜儀及測量方法，它包括卷揚電機，卷揚電機的卷揚筒上卷有鋼絲繩，鋼絲繩穿過固定在支撐平臺頂部的定滑輪，所述支撐平臺的中部安裝有浮筒裝置，鋼絲繩穿過浮筒裝置，在鋼絲繩的末端連接有線垂懸掛裝置，所述線垂懸掛裝置位于待測孔的內部，待測孔的進口位置設置有測量裝置。此測斜儀針對垂直度要求非常高的鉆孔施工中需要高頻度、高精度檢測，通過此測斜儀為鉆孔施工現(xiàn)場提供一種安裝便捷、數(shù)據(jù)準確可靠、滿足實時檢測需要高效高精度垂直度檢測裝置。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及垂直度測量裝置及測量方法，主要用于測量鉆孔垂直度(傾斜度)的測量器具，尤其涉及一種帶懸浮裝置用于測量鉆孔傾斜度的組合測量器具。
技術介紹
垂直度是鉆孔施工過程中經常需要測量的一項重要指標，垂直度的優(yōu)劣直接影響鉆孔的施工質量。尤其在水利水電大壩安全監(jiān)測工程，會遇到各種類型的鉆孔，如正垂孔、倒垂孔、雙金屬標鉆孔、測溫鋼管標鉆孔等，這些鉆孔主要用來安裝精密監(jiān)測設備，要求鉆孔有效孔徑150～400之間，垂直度的要求非常高，現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范要求傾斜度小于0.1％，而大型水電站安全監(jiān)測工程中超過100米的鉆孔已非常普遍，按100米計，垂直度偏差不能超過10cm，這樣的精度要求在常規(guī)鉆孔施工至少高了一個數(shù)量級。且鉆孔垂直度質量的好壞直接影響鉆孔的成敗，如果鉆孔不符合要求，就會造成已鉆孔報廢再重新鉆孔，這樣的質量事故會造成極大的經濟損失。因此，需要在鉆孔過程中經常檢測鉆孔的垂直度，一般要求每鉆進1m～2m即應檢測一次。在以往施工中，通常使用較為簡陋的垂線測斜設備，測量范圍和精度都難以滿足要求；或者使用非常昂貴的抗磁干擾測斜儀，測量效率非常低，直接影響施工工期。為了適應如此高精度、高頻度的檢測要求，設計了一種操作快、精度高的懸浮式重錘測斜裝置。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種懸浮式重錘測斜儀及測量方法，此測斜儀針對垂直度要求非常高的鉆孔施工中需要高頻度、高精度檢測，通過此測斜儀為鉆孔施工現(xiàn)場提供一種安裝便捷、數(shù)據(jù)準確可靠、滿足實時檢測需要高效高精度垂直度檢測裝置。為了實現(xiàn)上述的技術特征，本專利技術所采用的技術特征是：一種懸浮式重錘測斜儀，它包括卷揚電機，卷揚電機的卷揚筒上卷有鋼絲繩，鋼絲繩穿過固定在支撐平臺頂部的定滑輪，所述支撐平臺的中部安裝有浮筒裝置，鋼絲繩穿過浮筒裝置，在鋼絲繩的末端連接有線垂懸掛裝置，所述線垂懸掛裝置位于待測孔的內部，待測孔的進口位置設置有測量裝置。所述支撐平臺包括多根支撐腿，支撐腿的頂端通過交叉角鋼焊接有頂部平臺；所述支撐腿的中間部位固定有中部平臺，中部平臺的中心加工有中心孔，中心孔的底部連接有鋼箍，鋼箍的底端焊接有支撐板，所述支撐板的下端面固定有夾線器；所述頂部平臺的中心垂直安裝有定滑輪。所述浮筒裝置包括外筒體，外筒體的中心設置有中心密封管，所述外筒體內部配合設置有內筒體，內筒體的中心設置有定位空心柱，所述外筒體內部注有水，所述內筒體能夠漂浮在水上。所述測量裝置包括橫向測量桿，橫向測量桿和縱向測量桿垂直固定，所述橫向測量桿的上表面加工有滑槽，滑槽上通過滑動配合安裝有滑塊，滑塊上固定有縱向板尺，所述橫向測量桿的邊緣固定有橫向板尺，所述橫向測量桿和縱向測量桿的交叉點設置為坐標原點；所述縱向板尺和橫向板尺上都加工有刻度線，所述橫向測量桿和縱向測量桿為直角坐標系。所述線垂懸掛裝置包括連接頭，連接頭通過螺紋配合固定在螺桿的上頂部，連接頭與鋼絲繩相連，所述螺桿上從上致下依次安裝有上對中圓盤、中間固定對中圓盤和下對中圓盤，所述上對中圓盤通過上調節(jié)螺母固定在螺桿上；所述中間固定對中圓盤通過中調節(jié)螺母固定在螺桿上；所述下對中圓盤通過下調節(jié)螺母固定在螺桿上；所述上對中圓盤和下對中圓盤之間設置有六個均布的鋼帶尺彈簧片，所述鋼帶尺彈簧片的上端通過上銷釘鉸接在上對中圓盤上，所述鋼帶尺彈簧片的下端通過下銷釘鉸接在下對中圓盤上；所述上對中圓盤和中間固定對中圓盤之間安裝有三個均布的短調節(jié)螺桿；所述螺桿的末端通過螺紋連接有重錘。采用懸浮式重錘測斜儀進行孔徑傾斜度測量方法，它包括以下步驟：1)安裝支撐平臺，搭建測量平臺，在位于鉆孔之后的待測孔正上方搭建測量平臺，其中支撐平臺距離待測孔的高度為2m；2)安置浮筒裝置，將外筒體放置到支撐平臺的鋼箍中，使外筒體的中心和鋼箍的軸心線保持一致，將外筒體內部加滿水，并使內筒體漂浮在水上；3)調整線垂懸掛裝置的直徑，使其與待測孔的孔徑相配合，并保證其能夠順利穿過待測孔徑，4)掛鋼絲繩，將纏繞在卷揚電機的卷揚筒上的直徑1.0～1.2mm的不銹鋼絲繩通過定滑輪，穿過安裝在支撐平臺上的浮筒裝置，再將鋼絲繩的末端與調整好直徑的線垂懸掛裝置的連接頭相連，其中鋼絲繩上標注了刻度；5)求待測孔的孔口中心，在鉆孔孔口都設置導向管，并用混凝土加以固結，測量前要對待測孔進行縱橫垂直四等分標定，并在混凝土上用油漆標注好四等分方向線，將測量裝置的橫向測量桿和縱向測量桿分別對準四等分方向線，即可判定測量裝置的原點為鉆孔孔口中心位置點；6)將測量裝置固定之后，分別將橫向測量桿和縱向測量桿作為坐標系的X軸和Y軸，以測量裝置的原點作為坐標系的原點，并劃分標注好Ⅰ、II、III、IV象限；7)測量待測孔的不同高度的數(shù)據(jù)信息；8)根據(jù)步驟7)中的數(shù)據(jù)計算待測孔的傾斜度。所述步驟3)中線垂懸掛裝置的調節(jié)過程為：1)根據(jù)待測孔不同，通過調節(jié)鋼帶尺彈簧片彎曲半徑，從而達到改變不同測量孔徑的目的，通過調節(jié)上調節(jié)螺母、中調節(jié)螺母和下調節(jié)螺母，松動上對中圓盤和下對中圓盤，調節(jié)上下兩個對中圓盤與中間固定對中圓盤的距離從而改變鋼帶尺彈簧片彎曲半徑或者直徑，進而調整已加工好的線垂懸掛裝置的直徑，調整后的直徑與待測孔的直徑接近一致；并在線垂懸掛裝置的螺桿底部安裝重錘，重錘的重量根據(jù)鉆孔的深度計算，其計算公式為：W≧10(1+0.02L)，其中W為重錘重量，單位Kg；L為孔深，單位m；2)在掛好重錘的線垂懸掛裝置上系好鋼絲繩，將其放入待測孔中進行鉆孔孔徑初次試探，如能順利從孔口放到孔底，說明線垂懸掛裝置的直徑調整到位，反之，則需要將線垂懸掛裝置的直徑重新進行調整，可將直徑調整至稍微小于鉆孔直徑0.5～1mm，再次進行鉆孔孔徑初次試探，直至彈性導中器調整到位。所述步驟7)中不同高度數(shù)據(jù)信息的測量過程為：1)將掛好鋼絲繩的線垂懸掛裝置放入孔中，通過卷揚電機的卷揚筒慢慢下放鋼絲繩，當放置2m處時停止放線，利用浮筒裝置上的夾線器將鋼絲繩夾緊，避免下滑，同時使浮桶裝置中的內筒體不受力、不靠外筒體，在浮桶中處于自由狀態(tài)，當鋼絲繩靜止不動時，在待測孔用測量裝置測定鋼絲繩至X、Y軸的距離，即為2m處鉆孔中心相對待測孔中心的坐標；2)松開夾線器，再次慢慢下放鋼絲繩，分別在4m、6m、8m……孔底測量出該位置鉆孔中心相對與待測孔中心的坐標，即完成了孔斜測量。所述步驟8)計算過程為：1)通過將步驟7)中量測的坐標將0m、2m、4m、6m……各本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種懸浮式重錘測斜儀，其特征在于：它包括卷揚電機(1)，卷揚電機(1)的卷揚筒(2)上卷有鋼絲繩(3)，鋼絲繩(3)穿過固定在支撐平臺(4)頂部的定滑輪(5)，所述支撐平臺(4)的中部安裝有浮筒裝置(6)，鋼絲繩(3)穿過浮筒裝置(6)，在鋼絲繩(3)的末端連接有線垂懸掛裝置(9)，所述線垂懸掛裝置(9)位于待測孔(10)的內部，待測孔(10)的進口位置設置有測量裝置(7)。

【技術特征摘要】
1.一種懸浮式重錘測斜儀，其特征在于：它包括卷揚電機(1)，卷揚電機
(1)的卷揚筒(2)上卷有鋼絲繩(3)，鋼絲繩(3)穿過固定在支撐平臺(4)
頂部的定滑輪(5)，所述支撐平臺(4)的中部安裝有浮筒裝置(6)，鋼絲繩(3)
穿過浮筒裝置(6)，在鋼絲繩(3)的末端連接有線垂懸掛裝置(9)，所述線垂
懸掛裝置(9)位于待測孔(10)的內部，待測孔(10)的進口位置設置有測量
裝置(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述一種懸浮式重錘測斜儀，其特征在于：所述支撐平
臺(4)包括多根支撐腿(401)，支撐腿(401)的頂端通過交叉角鋼焊接有頂部
平臺(402)；所述支撐腿(401)的中間部位固定有中部平臺(403)，中部平臺
(403)的中心加工有中心孔(404)，中心孔(404)的底部連接有鋼箍(405)，
鋼箍(405)的底端焊接有支撐板(406)，所述支撐板(406)的下端面固定有夾
線器(407)；所述頂部平臺(402)的中心垂直安裝有定滑輪(5)。
3.根據(jù)權利要求1所述一種懸浮式重錘測斜儀，其特征在于：所述浮筒裝
置(6)包括外筒體(601)，外筒體(601)的中心設置有中心密封管(602)，所
述外筒體(601)內部配合設置有內筒體(604)，內筒體(604)的中心設置有定
位空心柱(603)，所述外筒體(601)內部注有水(11)，所述內筒體(604)能
夠漂浮在水(11)上。
4.根據(jù)權利要求1所述一種懸浮式重錘測斜儀，其特征在于：所述測量裝
置(7)包括橫向測量桿(701)，橫向測量桿(701)和縱向測量桿(703)垂直
固定，所述橫向測量桿(701)的上表面加工有滑槽(702)，滑槽(702)上通過
滑動配合安裝有滑塊(705)，滑塊(705)上固定有縱向板尺(704)，所述橫向
測量桿(701)的邊緣固定有橫向板尺(706)，所述橫向測量桿(701)和縱向測
量桿(703)的交叉點設置為坐標原點；所述縱向板尺(704)和橫向板尺(706)
上都加工有刻度線，所述橫向測量桿(701)和縱向測量桿(703)為直角坐標系。
5.根據(jù)權利要求1所述一種懸浮式重錘測斜儀，其特征在于：所述線垂懸
掛裝置(9)包括連接頭(901)，連接頭(901)通過螺紋配合固定在螺桿(902)
的上頂部，連接頭(901)與鋼絲繩(3)相連，所述螺桿(902)上從上致下依
次安裝有上對中圓盤(903)、中間固定對中圓盤(906)和下對中圓盤(909)，

\t所述上對中圓盤(903)通過上調節(jié)螺母(911)固定在螺桿(902)上；所述中
間固定對中圓盤(906)通過中調節(jié)螺母(907)固定在螺桿(902)上；所述下
對中圓盤(909)通過下調節(jié)螺母(913)固定在螺桿(902)上；所述上對中圓
盤(903)和下對中圓盤(909)之間設置有六個均布的鋼帶尺彈簧片(905)，所
述鋼帶尺彈簧片(905)的上端通過上銷釘(904)鉸接在上對中圓盤(903)上，
所述鋼帶尺彈簧片(905)的下端通過下銷釘(908)鉸接在下對中圓盤(909)
上；所述上對中圓盤(903)和中間固定對中圓盤(906)之間安裝有三個均布的
短調節(jié)螺桿(912)；所述螺桿(902)的末端通過螺紋連接有重錘(910)。
6.采用權利要求1-5任意一種懸浮式重錘測斜儀進行孔徑傾斜度測量方法，
其特征在于，它包括以下步驟：
1)安裝支撐平臺(4)，搭建測量平臺，在位于鉆孔之后的待測孔(10)正
上方搭建測量平臺，其中支撐平臺(4)距離待測孔(10)的高度為2m；
2)安置浮筒裝置(6)，將外筒體(601)放置到支撐平臺(4)的鋼箍(405)
中，使外筒體(60...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：邱章云，羅琛，李哲，唐億階，田學芝，馮昌幸，范學振，郭海倫，
申請(專利權)人：中國葛洲壩集團勘測設計有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42