專利名稱：一種重錘式測(cè)斜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種重錘式測(cè)斜儀，涉及一種鉆孔孔斜測(cè)量?jī)x器，尤其是高噴防滲墻施工中的鉆孔孔斜測(cè)量?jī)x器。
技術(shù)背景在高噴防滲墻施工中，高噴鉆孔孔斜控制是制約施工質(zhì)量的重點(diǎn)，孔斜直接關(guān)系到高噴防滲墻墻體的整體連接，是成墻的關(guān)鍵所在，如孔斜控制不到位將會(huì)導(dǎo)致樁體間出現(xiàn)開(kāi)叉無(wú)法有效搭接等嚴(yán)重后果，故孔斜控制是高噴防滲墻施工質(zhì)量的重點(diǎn)之一。目前高噴鉆孔孔斜測(cè)量主要有二種手段，抗磁干擾測(cè)斜儀測(cè)斜和浮漂測(cè)斜，但它們都存在如下缺點(diǎn)1、抗磁干擾測(cè)斜儀，其優(yōu)點(diǎn)是成果數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，但成本投入太高。對(duì)于高噴防滲墻施工區(qū)域大，工期緊的工程，必須多個(gè)施工面同時(shí)進(jìn)行測(cè)斜工作，如不增加測(cè)斜儀器將會(huì)直接影響施工功效和進(jìn)度，但抗磁干擾測(cè)斜儀器每臺(tái)購(gòu)價(jià)超過(guò)15萬(wàn)，需一次投入采購(gòu)資金 90 120萬(wàn)元，且對(duì)使用工況要求高，要輕拿輕放，維修率高，故抗磁干擾測(cè)斜儀不利于在圍堰高噴施工中大面積使用。2、浮漂測(cè)斜儀雖測(cè)斜數(shù)據(jù)精度可靠且可大面積應(yīng)用，但其只適用于淺孔深、大孔徑鉆孔測(cè)斜，因浮漂測(cè)斜采用“倒垂法”原理，其孔口浮漂隨測(cè)斜重錘移動(dòng)與孔口中心成倒三角，按最大偏斜1 %，跟管護(hù)壁套管內(nèi)徑Φ 128mm計(jì)算，其只能測(cè)定孔深為7m以內(nèi)的區(qū)域， 使用局限性較大。故浮漂測(cè)斜儀不能適應(yīng)大孔深(如最大孔深50m以上)、小孔徑(如跟管護(hù)壁套管內(nèi)徑為Φ 128mm)鉆孔測(cè)斜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題就是針對(duì)以上不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，鉆孔測(cè)斜適應(yīng)性廣泛的測(cè)斜儀。其技術(shù)方案如下它包括測(cè)斜儀底座和重錘，其關(guān)鍵技術(shù)是測(cè)斜儀底座下端連接護(hù)壁套管，測(cè)斜儀底座上端安裝平衡支架，平衡支架上端安裝對(duì)中圓盤(pán)，在對(duì)中圓盤(pán)中心開(kāi)有中心孔，中心孔有測(cè)繩穿過(guò)，測(cè)繩一端纏繞在卷?yè)P(yáng)機(jī)上，另一端系在重錘的頂端中心，重錘位于測(cè)斜儀內(nèi)。通過(guò)試驗(yàn)和對(duì)比，本實(shí)用新型具有如下有益效果1、本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，在施工中其可操作性強(qiáng)，測(cè)斜過(guò)程簡(jiǎn)便快捷，適于大規(guī)模使用。2、本實(shí)用新型裝置不受孔內(nèi)地下水、孔徑和孔深影響，其測(cè)斜精度可高達(dá)千分之一，適用于深孔測(cè)斜(最大孔深50m以上)，為深孔高噴施工孔斜的測(cè)量及控制提供了可靠的保障，完全適用于超強(qiáng)度、高難度的施工要求。
圖1，是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意3[0012]圖2，是本實(shí)用新型平衡支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3，是本實(shí)用新型重錘結(jié)構(gòu)示意圖；圖4，是本實(shí)用新型重錘俯視圖；圖5，是本實(shí)用新型測(cè)斜儀底座結(jié)構(gòu)示意圖；圖6，是本實(shí)用新型護(hù)壁套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖7，是本實(shí)用新型測(cè)斜儀測(cè)斜示意圖；圖8，是本實(shí)用新型孔口偏距測(cè)量示意圖；圖9，是本實(shí)用新型孔斜計(jì)算原理圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1-圖6，本實(shí)用新型包括測(cè)斜儀底座2和重錘3，其關(guān)鍵技術(shù)是測(cè)斜儀底座 2下端連接護(hù)壁套管1，測(cè)斜儀底座2上端安裝平衡支架5，平衡支架5上端安裝對(duì)中圓盤(pán) 7，在對(duì)中圓盤(pán)7中心開(kāi)有中心孔6，中心孔6有測(cè)繩8穿過(guò)，測(cè)繩8 一端纏繞在卷?yè)P(yáng)機(jī)9上， 另一端系在重錘3的頂端中心，重錘3位于測(cè)斜儀內(nèi)。所述對(duì)中圓盤(pán)7的直徑為130-150mm，厚度為8-10mm，對(duì)中圓盤(pán)7的直徑與護(hù)壁套管1及測(cè)斜儀底座2的外徑一致。所述測(cè)繩8為直徑l_2mm的細(xì)小鋼繩，其作用是連接重錘3。所述重錘3為對(duì)稱中空式模塊鑄件，頂端設(shè)4個(gè)對(duì)稱的透氣孔11，以保證其順利快速下放，透氣孔直徑15-25mm ；重錘3的長(zhǎng)度為150_170mm，重錘內(nèi)徑70_80mm，重錘半徑略小于測(cè)斜儀底座2半徑2. 5mm，重錘壁厚20-25mm。重錘的作用為牽引導(dǎo)向測(cè)繩8，牽引測(cè)繩 8至指定孔深位置，所述平衡支架5由六根長(zhǎng)短相等的Φ22mm圓鋼組成，分為三組，每組分上下兩部分，由調(diào)平螺母4將上下兩部分連接，三組平衡支架等角度安裝在測(cè)斜儀底座2與對(duì)中圓盤(pán) 7之間；調(diào)平螺母4兩端設(shè)有絲扣10，可自由伸縮調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度，其作用是調(diào)節(jié)平衡支架局部高度，使測(cè)斜儀豎直向下，對(duì)測(cè)繩及重錘進(jìn)行居中調(diào)節(jié)。所述測(cè)斜儀底座2的下端內(nèi)腔設(shè)有內(nèi)絲口 12，護(hù)壁套管1上端外壁設(shè)有外絲口 13，內(nèi)絲口 12與外絲口 13相匹配，使測(cè)斜儀底座2連接護(hù)壁套管1，并固定測(cè)斜儀。所述卷?yè)P(yáng)機(jī)9連接和控制測(cè)繩8下放，為測(cè)繩提供支點(diǎn)?！爸劐N式”測(cè)斜儀連接固定于護(hù)壁套管后對(duì)測(cè)斜重錘進(jìn)行調(diào)中，重錘3牽引測(cè)繩8 懸垂于孔口中心，使測(cè)斜儀對(duì)中圓盤(pán)7的中心E點(diǎn)與孔口中心A點(diǎn)連接形成一條直線，確保 EA垂直于地面。測(cè)斜儀底座與護(hù)壁套管1之間采用絲口剛性連接，護(hù)壁套管壁厚達(dá)6mm，采用雙扣圓弧螺紋剛性連接，整個(gè)套管連接后基本為一條直線。測(cè)斜過(guò)程及原理如下1、當(dāng)重錘牽引測(cè)繩沿護(hù)壁套管下放至孔底時(shí)，測(cè)繩繃直為一條直線(見(jiàn)圖7)，E為對(duì)中圓盤(pán)中心點(diǎn)，ED為鉛直孔的中心線，EC為鉆孔出現(xiàn)偏斜時(shí)的測(cè)繩牽引線。2、首先假定該孔鉆進(jìn)方向垂直向下，即該孔方位準(zhǔn)確不存在偏斜，則鉆孔中心線為ED(理論鉛直線)；如鉆孔出現(xiàn)偏斜，當(dāng)測(cè)繩被重錘牽引隨護(hù)壁套管下滑時(shí)，則形成與理論鉛直鉆孔中心線構(gòu)成一定夾角的EC (假定鉆孔偏斜的測(cè)繩牽引線)，即測(cè)繩通過(guò)孔口的位置隨之改變。3、理論鉛直鉆孔中心線與假定鉆孔偏斜后的測(cè)繩牽引線之間形成一個(gè)正三角形AEDC04、連接孔口中心與偏斜后測(cè)繩通過(guò)孔口的位置即為孔口偏差，偏斜后測(cè)繩通過(guò)孔口的位置與中心軸線之間的距離即為孔口偏距，即AB。5、利用相似三角形原理，計(jì)算出孔底偏差DC，孔深為已知值，從而計(jì)算鉆孔偏斜率。測(cè)斜方法及步驟1、將重錘式測(cè)斜儀與護(hù)壁套管1連接，確保絲扣表面干凈整潔，保證連接牢固可靠不得晃動(dòng)；2、測(cè)斜儀固定后將重錘懸停于孔口中心，由調(diào)平螺母4調(diào)節(jié)測(cè)斜儀的垂直度(使其豎直向下垂直于地平面)，確保重錘中心與孔口中心保持一致；3、將萬(wàn)能量角器或十字架作為參照物放置于孔口，以十字架0點(diǎn)為原點(diǎn)，X、Y軸方向?yàn)槔碚撟鴺?biāo)系，測(cè)量孔口測(cè)繩在X軸和Y軸方向的距離，得出以Χ1、Υ1作為孔口中心的坐標(biāo)原點(diǎn)A ；十字架Χ、Υ軸的放置方向必須與規(guī)定方向一致，并確保X與Y軸方向必須垂直其夾角為90° ；(如圖8所示)4、重錘3牽引測(cè)繩8下放至預(yù)測(cè)孔深后，如鉆孔出現(xiàn)偏斜則測(cè)繩通過(guò)孔口中心的位置將隨之改變，以萬(wàn)能量角器或十字架為參照物測(cè)量測(cè)繩在孔口的X與Y軸距離，即Χ2 與Υ2為鉆孔出現(xiàn)偏斜后的空間坐標(biāo)點(diǎn)B。5、將鉆孔出現(xiàn)偏斜后的(Χ2，Υ2)與孔口中心原點(diǎn)(XI，Yl)相比較，計(jì)算得出相應(yīng) X與Y軸的偏距，即ΔΧ = Χ2-Χ1、Δ Y = Υ2-Υ1，由此計(jì)算孔口綜合偏距a，根據(jù)“重錘式
斜原理，從而計(jì)算鉆孔偏斜率及孔底偏距(如圖9所示)。
權(quán)利要求1.一種重錘式測(cè)斜儀，包括測(cè)斜儀底座( 和重錘(3)，其特征是測(cè)斜儀底座( 下端連接護(hù)壁套管(1)，測(cè)斜儀底座( 上端安裝平衡支架(5)，平衡支架( 上端安裝對(duì)中圓盤(pán)(7)，在對(duì)中圓盤(pán)(7)中心開(kāi)有中心孔(6)，中心孔(6)有測(cè)繩(8)穿過(guò)，測(cè)繩(8) 一端纏繞在卷?yè)P(yáng)機(jī)(9)上，另一端系在重錘(3)的頂端中心，重錘C3)位于測(cè)斜儀內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測(cè)斜儀，其特征是對(duì)中圓盤(pán)(7)的直徑為130-150mm，厚度為8-10mm，對(duì)中圓盤(pán)(7)的直徑與護(hù)壁套管(1)及測(cè)斜儀底座O)的外徑一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測(cè)斜儀，其特征是測(cè)繩(8)為直徑l_2mm的細(xì)小鋼繩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測(cè)斜儀，其特征是平衡支架(5)由六根長(zhǎng)短相等的圓鋼組成，分為三組，每組分上下兩部分，由調(diào)平螺母(4)將上下兩部分連接，調(diào)平螺母(4)兩端設(shè)有絲扣(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測(cè)斜儀，其特征是重錘C3)為對(duì)稱中空式模塊鑄件，頂端設(shè)4個(gè)對(duì)稱的透氣孔(11)，透氣孔直徑15-25mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測(cè)斜儀，其特征是重錘(3)的長(zhǎng)度為150-170mm，重錘內(nèi)徑 70-80mm,重錘壁厚 20_25mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測(cè)斜儀，其特征是測(cè)斜儀底座O)的下端內(nèi)腔設(shè)有內(nèi)絲口(12)，護(hù)壁套管(1)上端外壁設(shè)有外絲口(13)，內(nèi)絲口 (12)與外絲口 (13)相匹配。
專利摘要一種重錘式測(cè)斜儀，涉及一種鉆孔孔斜測(cè)量?jī)x器，尤其是高噴防滲墻施工中的鉆孔孔斜測(cè)量?jī)x器。它包括測(cè)斜儀底座和重錘，其關(guān)鍵技術(shù)是測(cè)斜儀底座下端連接護(hù)壁套管，測(cè)斜儀底座上端安裝平衡支架，平衡支架上端安裝對(duì)中圓盤(pán)，在對(duì)中圓盤(pán)中心開(kāi)有中心孔，中心孔有測(cè)繩穿過(guò)，測(cè)繩一端纏繞在卷?yè)P(yáng)機(jī)上，另一端系在重錘的頂端中心，重錘位于測(cè)斜儀內(nèi)。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，在施工中其可操作性強(qiáng)，測(cè)斜過(guò)程簡(jiǎn)便快捷，適于大規(guī)模使用。它不受孔內(nèi)地下水、孔徑和孔深影響，其測(cè)斜精度可高達(dá)千分之一，適用于深孔測(cè)斜，為深孔高噴施工孔斜的測(cè)量及控制提供了可靠的保障，完全適用于超強(qiáng)度、高難度的施工要求。
文檔編號(hào)G01C9/00GK202008362SQ20112008924
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者唐慶東, 張 杰, 張秋紅, 江道遠(yuǎn), 趙毅, 韓俊超 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司