專利名稱：一種適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計及其安裝埋設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合鉆孔內(nèi)安裝埋設(shè)的基巖變位計，它主要用于水利水電工程對壩基巖體的垂直變形監(jiān)測，是壩基巖體垂直變形監(jiān)測的主要監(jiān)測儀器。本發(fā)明還涉及一種適合鉆孔孔內(nèi)安裝的基巖變位計的安裝埋設(shè)方法，實(shí)現(xiàn)在壩體混凝土澆筑層表面鉆孔埋設(shè)基巖變位計。
背景技術(shù)：
采用基巖變位計進(jìn)行壩基巖體垂直變形監(jiān)測，是目前工程實(shí)際中最主要的方法之一。具體安裝埋設(shè)基巖變位計的做法是在壩基的建基面采用鉆孔的方式埋設(shè)孔底錨頭和傳遞桿組件，然后安裝測縫計和安裝支架，并通過調(diào)整安裝支架頂板的高度來調(diào)定測縫計初始值(預(yù)拉)處于量程的合適位置，最后澆筑建基面上的壩體混凝土，并將測縫計觀測電纜引至觀測站進(jìn)行觀測。目前所使用的基巖變位計主要包括錨頭、傳遞桿組件、測縫計、測縫計安裝支架等，只能在壩基的建基面進(jìn)行鉆孔安裝埋設(shè)。如果在壩體混凝土澆筑上升過程中，儀器因質(zhì)量、強(qiáng)振、電纜破損等原因失效后，通常無法進(jìn)行補(bǔ)救修復(fù)或者補(bǔ)充埋設(shè)替代的基巖變位計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計，具有與現(xiàn)有技術(shù)的基巖變位計相同的孔底錨頭、傳遞桿組件和位移傳感器(測縫計)，不同之處在于它特殊的測縫計固定基座、測縫計量程預(yù)置構(gòu)件、安裝埋設(shè)方法、應(yīng)用場合、以及可以在工程后期進(jìn)行增補(bǔ)和替換埋設(shè)的功能特性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計，包括位于埋設(shè)鉆孔最下端的錨固頭、傳遞桿、外套在傳遞桿上的塑料套管、測縫計；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，還包括固定測縫計的圓筒基座、以及測縫計初始量程預(yù)置構(gòu)件拉耳；所述錨固頭通過傳遞桿在建基面處與測縫計的下端相連，所述測縫計置于圓筒基座的內(nèi)腔，且該測縫計的上端頭與所述圓筒基座的上端口固定連接。由此，測縫計的上端與圓筒狀的基座固定，測縫計置于圓筒基座的內(nèi)腔并受到筒壁的保護(hù)；在圓筒基座的頂部外表面設(shè)置有測縫計量程預(yù)置構(gòu)件拉耳，通過提拉拉耳調(diào)整和設(shè)定基巖變位計量程初始值。傳遞桿組件為內(nèi)置鋼管和外套塑料管件，鋼管下端與錨固頭連接，上端與測縫計連接，外套塑料管防止鉆孔內(nèi)回填灌漿時將傳遞鋼管固死。進(jìn)一步地，作為一種具體的固定測縫計的上端頭的結(jié)構(gòu)形式，所述圓筒基座的上端有一個可使測縫計的上端頭通過的圓孔，該測縫計的上端頭通過設(shè)置在圓筒基座頂端的卡子墊片和壓蓋固定；所述圓筒基座的下端口設(shè)有一個管內(nèi)徑由大變小的管口沉臺。更進(jìn)一步地，所述測縫計的上端頭穿過圓筒基座的上端圓孔，并由設(shè)置在圓筒基座頂端的兩個半圓環(huán)卡子墊片卡住，所述卡子墊片上設(shè)有一個中間凹陷的圓環(huán)壓蓋；所述卡子墊片、圓環(huán)壓蓋和圓筒基座之間通過螺栓將測縫計的上端頭壓緊固定。由此，測縫計置于圓筒基座(保護(hù)鋼筒)的內(nèi)腔，其上端與圓筒基座的頂部端口固定。固定構(gòu)件包括兩片半圓環(huán)拼接卡子墊片和一個中間凹陷的圓環(huán)壓蓋，采用兩個螺栓固定。測縫計上端引出的觀測電纜，穿過圓環(huán)壓蓋的中心孔引出埋設(shè)鉆孔再引至觀測站。所述圓筒基座的下端管口沉臺段內(nèi)側(cè)與傳遞桿塑料套管之間設(shè)有密封圈，所述測縫計與連接器均位于圓筒基座的空腔內(nèi)。
所述圓筒基座的頂部外表面固定有兩個拉耳，通過用鐵絲提拉拉耳預(yù)置測縫計的初始量程。為了防止鉆孔內(nèi)回填灌漿時漿料進(jìn)入圓筒基座的內(nèi)腔將測縫計填死，在傳遞桿的外套塑料管與圓筒基座的筒壁之間設(shè)有止?jié){密封圈。同時，為了有效地阻擋止?jié){密封橡膠圈因灌漿壓力被擠入圓筒基座內(nèi)腔，在圓筒基座的筒壁下端口內(nèi)側(cè)設(shè)有一個管口沉臺。籍由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以向常規(guī)的基巖變位計一樣在大壩建基面垂直鉆孔埋設(shè)，也就是將錨頭和傳遞桿組件安裝埋設(shè)在大壩建基面以下的基巖中，將測縫計(置于圓筒基座內(nèi)固定)安裝埋設(shè)在大壩建基面處，在大壩混凝土的施工澆筑過程中和大壩建成后的運(yùn)行中，監(jiān)測壩基的垂直變形。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種如上所述的適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計的鉆孔安裝埋設(shè)方法，包括如下步驟
1)在壩體混凝土澆筑層的表面鉆孔，穿過建基面至錨固頭的設(shè)計高程，即鉆至設(shè)計孔
深;
2)依照錨固頭、由傳遞桿和塑料套管組成的傳遞桿組件、連接器、測縫計、圓筒基座和密封圈的先后秩序組裝成基巖變位計，用第一根鐵絲綁住錨固頭將該基巖變位計下放至鉆孔內(nèi)；
3)將基巖變位計全部下放至鉆孔內(nèi)之前，在圓筒基座頂部安裝的拉耳上捆扎第二根鐵絲，繼續(xù)下放基巖變位計至設(shè)計位置后固定第一根鐵絲；
4)通過提拉拉耳上捆扎的第二根鐵絲，對測縫計進(jìn)行測試，預(yù)置測縫計的初始值，使之處于量程內(nèi)，并固定好第二根鐵絲；
5)向鉆孔內(nèi)插入灌漿管，從孔底向上進(jìn)行回填灌漿，完畢后將測縫計的觀測電纜引至觀測站。具體而言，所述的基巖變位計的鉆孔安裝埋設(shè)方法包括1)在大壩混凝土澆筑層表面向下鉆孔，鉆孔穿過大壩建基面以后繼續(xù)向下鉆至基巖變位計錨頭的設(shè)計深度位置；
2)先連接錨頭和傳遞桿組件的第一節(jié)，將一根鐵絲綁在錨頭上，通過鐵絲向鉆孔內(nèi)下放錨頭和傳遞桿組件，并逐步接長傳遞桿組件，安裝測縫計、圓筒基座、密封圈、拉耳等結(jié)構(gòu)件；
3)在拉耳上綁扎鐵絲，之后繼續(xù)下放，使測縫計或圓筒基座位于大壩建基面上方的壩基混凝土內(nèi)，固定下放鐵絲，并使拉耳上綁扎的鐵絲引出孔口 ；4)通過提拉綁扎在拉耳上的鐵絲調(diào)整和設(shè)定基巖變位計的初始值，然后固定該鐵絲，保持測縫計讀數(shù)穩(wěn)定；5)向鉆孔內(nèi)插入灌漿管，從孔底向上進(jìn)行回填灌漿，并將測縫計電纜引至觀測站。本發(fā)明的安裝埋設(shè)方法主要體現(xiàn)在采用鉆孔的方式將孔底錨頭、傳遞桿組件、測縫計及圓筒基座一起安裝埋設(shè)在鉆孔內(nèi)，并使測縫計及圓筒基座位于建基面上方的壩基混凝土內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了基巖變位計觀測的典型應(yīng)用布置。
本發(fā)明提供的一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計，其初始值(上抬或沉降監(jiān)測量程)的設(shè)置是通過圓筒基座上部設(shè)有兩個拉耳綁扎鐵絲引至孔口，并通過提拉該鐵絲進(jìn)行調(diào)整和設(shè)定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是解決了在壩體混凝土澆筑層表面鉆孔埋設(shè)基巖變位計的關(guān)鍵技術(shù)問題。當(dāng)壩體混凝土澆筑上升過程中，儀器因質(zhì)量、強(qiáng)振、電纜破損等原因失效，或者因工期、環(huán)境條件等原因不能在壩基建基面埋設(shè)常規(guī)基巖變位計時，可以在壩體混凝土澆筑層表面鉆孔補(bǔ)充埋設(shè)本發(fā)明提供的一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計。因此，本發(fā)明的基巖變位計的特別用途在于當(dāng)壩基部位混凝土已經(jīng)澆筑形成后，在壩體混凝土澆筑層表面采用鉆孔方式將其埋設(shè)在大壩基巖或需要的位置，施工靈活方 便，解決了大壩澆筑過程中補(bǔ)充埋設(shè)基巖變位計的關(guān)鍵技術(shù)。


圖I是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I中所述測量裝置的結(jié)構(gòu)大樣 在圖中
I-錨固頭，2-傳遞桿，3-塑料套管，4-連接器，5-測縫計，6-圓筒基座，7-密封圈，8-卡子墊片，9-壓蓋，10-拉耳，11-觀測電纜。
具體實(shí)施例方式一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計，如圖I和圖2所示，主要由錨固頭I、鋼質(zhì)傳遞桿2、塑料套管3、測縫計5和圓筒基座6構(gòu)成。其中，圓筒基座6的附件還有對測縫計5進(jìn)行固定的卡子墊片8、壓蓋9和固定螺栓，以及圓筒基座6頂部的拉耳10和底口的密封橡膠圈7。測縫計5置于圓筒基座6的內(nèi)腔，上端通過卡子墊片8和壓蓋9與圓筒基座6的上端口結(jié)合固定，下端通過連接器4與傳遞桿2連接。本發(fā)明提供的一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計，其塑料套管3與圓筒基座6套裝之間的間隙，采用密封橡膠圈7進(jìn)行止?jié){，即防止鉆孔回填灌漿時漿液進(jìn)入圓筒基座6的內(nèi)腔。本發(fā)明提供的一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計，在壓蓋9上設(shè)有兩個拉耳，通過提拉拉耳調(diào)整測縫計6的初始值(預(yù)拉)，使之處于量程的合適位置。以上實(shí)施例一種適合鉆孔內(nèi)安裝的基巖變位計的組裝和安裝埋設(shè)的具體做法敘述如下
O先連接錨固頭I和傳遞桿2 (鋼管)的第一節(jié)，再安裝該傳遞桿的塑料套管3，將一根鐵絲綁在錨固頭I上，通過鐵絲將錨固頭I和傳遞桿組件(傳遞桿2和塑料套管3)下放至IJ鉆孔內(nèi)。2)在下放錨固頭I和傳遞桿組件的同時，逐個接長傳遞桿2和塑料套管3至設(shè)計長度。3)連接連接器4和測縫計5，再套裝圓筒基座6，使測縫計5的上端頭露出圓筒基座6的頂部的圓孔，用卡子墊片8和壓蓋9將其與圓筒基座6結(jié)合固定，同時安裝好拉耳10和止?jié){密封圈7。4)在拉耳10上捆扎第二根鐵絲，并繼續(xù)通過錨頭I上捆扎的第一根鐵絲下放已全部組裝好的基巖變位計，直到測縫計5 (或圓筒基座6)位于建基面上方的設(shè)計位置，并固定好下放鐵絲。5)通過拉耳10上捆扎的第二根鐵絲調(diào)整測縫計5的初始值，即提拉調(diào)整鐵絲并進(jìn)行測縫計5的測試，使其狀態(tài)(初始值)處于量程的合適位置，并固定好調(diào)整鐵絲。6)向鉆孔內(nèi)插入灌漿管，從孔底向上進(jìn)行回填灌漿，完畢后將觀測電11引至觀測房。上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式 的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計，包括位于埋設(shè)鉆孔最下端的錨固頭(I)、傳遞桿(2)、外套在傳遞桿(2)上的塑料套管(3)、測縫計(5);其特征在于，還包括固定測縫計(5)的圓筒基座(6)、以及測縫計(5)初始量程預(yù)置構(gòu)件拉耳(10);所述錨固頭(I)通過傳遞桿(2)在建基面處與測縫計(5)的下端相連，所述測縫計(5)置于圓筒基座(6)的內(nèi)腔，且該測縫計(5)的上端頭與所述圓筒基座(6)的上端口固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計，其特征在于，所述圓筒基座(6)的上端有一個可使測縫計(5)的上端頭通過的圓孔，該測縫計(5)的上端頭通過設(shè)置在圓筒基座(6)頂端的卡子墊片(8)和壓蓋(9)固定；所述圓筒基座(6)的下端口設(shè)有一個管內(nèi)徑由大變小的管口沉臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計，其特征在于，所述測縫計(5)的上端頭穿過圓筒基座(6)的上端圓孔，并由設(shè)置在圓筒基座(6)頂端的兩個半圓環(huán)卡子墊片(8)卡住，所述卡子墊片(8)上設(shè)有一個中間凹陷的圓環(huán)壓蓋(9);所述卡子墊片(8)、圓環(huán)壓蓋(9)和圓筒基座(6)之間通過螺栓將測縫計(5)的上端頭壓緊固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計，其特征在于，所述圓筒基座(6)的下端管口沉臺段內(nèi)側(cè)與傳遞桿塑料套管(3)之間設(shè)有密封圈(7)，所述測縫計(5)與連接器(4)均位于圓筒基座(6)的空腔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計，其特征在于，所述圓筒基座(6)的頂部外表面固定有兩個拉耳(10)，通過用鐵絲提拉拉耳(10)預(yù)置測縫計(5)的初始量程。
6.一種利用權(quán)利要求I 5之一所述的適合孔內(nèi)安裝的基巖變位計進(jìn)行鉆孔孔內(nèi)安裝埋設(shè)的方法，包括如下步驟 1)在壩體混凝土澆筑層的表面鉆孔，穿過建基面至錨固頭(I)的設(shè)計高程，即鉆至設(shè)計孔深； 2)依照錨固頭(I)、由傳遞桿(2)和塑料套管(3)組成的傳遞桿組件、連接器(4)、測縫計(5)、圓筒基座(6)和密封圈(7)的先后秩序組裝成基巖變位計，用第一根鐵絲綁住錨固頭(I)將該基巖變位計下放至鉆孔內(nèi)； 3)將基巖變位計全部下放至鉆孔內(nèi)之前，在圓筒基座(6)頂部安裝的拉耳(10)上捆扎第二根鐵絲，繼續(xù)下放基巖變位計至設(shè)計位置后固定第一根鐵絲； 4)通過提拉拉耳(10)上捆扎的第二根鐵絲，對測縫計(5)進(jìn)行測試，預(yù)置測縫計(5)的初始值，使之處于量程內(nèi)，并固定好第二根鐵絲； 5)向鉆孔內(nèi)插入灌漿管，從孔底向上進(jìn)行回填灌漿，完畢后將測縫計(5)的觀測電纜(11)引至觀測站。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適合鉆孔孔內(nèi)安裝的基巖變位計及其安裝埋設(shè)方法，它主要由錨固頭、傳遞桿組件、位移傳感器(測縫計)組成，并采用鉆孔埋設(shè)的方式將上述組裝好的基巖變位計安裝埋設(shè)在大壩建基面及以下基巖處，主要用于監(jiān)測壩基在荷載作用下的垂直變形。該基巖變位計的特別用途在于當(dāng)壩基部位混凝土已經(jīng)澆筑形成后，在壩體混凝土澆筑層表面采用鉆孔方式將其埋設(shè)在大壩基巖部位或需要的位置，施工靈活方便，解決了大壩澆筑過程中補(bǔ)充埋設(shè)基巖變位計的關(guān)鍵技術(shù)。
文檔編號E02D1/00GK102926414SQ20121047702
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者劉劍鳴 申請人:中國水電顧問集團(tuán)中南勘測設(shè)計研究院