專利名稱：一種重錘式測斜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種重錘式測斜儀，涉及一種鉆孔孔斜測量儀器，尤其是高噴防滲墻施工中的鉆孔孔斜測量儀器。
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，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導(dǎo)致樁體間出現(xiàn)開叉無法有效搭接等嚴重后果，故孔斜控制是高噴防滲墻施工質(zhì)量的重點之一。目前高噴鉆孔孔斜測量主要有二種手段，抗磁干擾測斜儀測斜和浮漂測斜，但它們都存在如下缺點1、抗磁干擾測斜儀，其優(yōu)點是成果數(shù)據(jù)準確可靠，但成本投入太高。對于高噴防滲墻施工區(qū)域大，工期緊的工程，必須多個施工面同時進行測斜工作，如不增加測斜儀器將會直接影響施工功效和進度，但抗磁干擾測斜儀器每臺購價超過15萬，需一次投入采購資金 90 120萬元，且對使用工況要求高，要輕拿輕放，維修率高，故抗磁干擾測斜儀不利于在圍堰高噴施工中大面積使用。2、浮漂測斜儀雖測斜數(shù)據(jù)精度可靠且可大面積應(yīng)用，但其只適用于淺孔深、大孔徑鉆孔測斜，因浮漂測斜采用“倒垂法”原理，其孔口浮漂隨測斜重錘移動與孔口中心成倒三角，按最大偏斜1 %，跟管護壁套管內(nèi)徑Φ 128mm計算，其只能測定孔深為7m以內(nèi)的區(qū)域， 使用局限性較大。故浮漂測斜儀不能適應(yīng)大孔深(如最大孔深50m以上)、小孔徑(如跟管護壁套管內(nèi)徑為Φ 128mm)鉆孔測斜。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的問題就是針對以上不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，鉆孔測斜適應(yīng)性廣泛的測斜儀。其技術(shù)方案如下它包括測斜儀底座和重錘，其關(guān)鍵技術(shù)是測斜儀底座下端連接護壁套管，測斜儀底座上端安裝平衡支架，平衡支架上端安裝對中圓盤，在對中圓盤中心開有中心孔，中心孔有測繩穿過，測繩一端纏繞在卷揚機上，另一端系在重錘的頂端中心，重錘位于測斜儀內(nèi)。通過試驗和對比，本實用新型具有如下有益效果1、本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，在施工中其可操作性強，測斜過程簡便快捷，適于大規(guī)模使用。2、本實用新型裝置不受孔內(nèi)地下水、孔徑和孔深影響，其測斜精度可高達千分之一，適用于深孔測斜(最大孔深50m以上)，為深孔高噴施工孔斜的測量及控制提供了可靠的保障，完全適用于超強度、高難度的施工要求。

圖1，是本實用新型結(jié)構(gòu)示意3[0012]圖2，是本實用新型平衡支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3，是本實用新型重錘結(jié)構(gòu)示意圖；圖4，是本實用新型重錘俯視圖；圖5，是本實用新型測斜儀底座結(jié)構(gòu)示意圖；圖6，是本實用新型護壁套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖7，是本實用新型測斜儀測斜示意圖；圖8，是本實用新型孔口偏距測量示意圖；圖9，是本實用新型孔斜計算原理圖。
具體實施方式
參見圖1-圖6，本實用新型包括測斜儀底座2和重錘3，其關(guān)鍵技術(shù)是測斜儀底座 2下端連接護壁套管1，測斜儀底座2上端安裝平衡支架5，平衡支架5上端安裝對中圓盤 7，在對中圓盤7中心開有中心孔6，中心孔6有測繩8穿過，測繩8 一端纏繞在卷揚機9上， 另一端系在重錘3的頂端中心，重錘3位于測斜儀內(nèi)。所述對中圓盤7的直徑為130-150mm，厚度為8-10mm，對中圓盤7的直徑與護壁套管1及測斜儀底座2的外徑一致。所述測繩8為直徑l_2mm的細小鋼繩，其作用是連接重錘3。所述重錘3為對稱中空式模塊鑄件，頂端設(shè)4個對稱的透氣孔11，以保證其順利快速下放，透氣孔直徑15-25mm ；重錘3的長度為150_170mm，重錘內(nèi)徑70_80mm，重錘半徑略小于測斜儀底座2半徑2. 5mm，重錘壁厚20-25mm。重錘的作用為牽引導(dǎo)向測繩8，牽引測繩 8至指定孔深位置，所述平衡支架5由六根長短相等的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斜儀底座2與對中圓盤 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)其長度，其作用是調(diào)節(jié)平衡支架局部高度，使測斜儀豎直向下，對測繩及重錘進行居中調(diào)節(jié)。所述測斜儀底座2的下端內(nèi)腔設(shè)有內(nèi)絲口 12，護壁套管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，使測斜儀底座2連接護壁套管1，并固定測斜儀。所述卷揚機9連接和控制測繩8下放，為測繩提供支點。“重錘式”測斜儀連接固定于護壁套管后對測斜重錘進行調(diào)中，重錘3牽引測繩8 懸垂于孔口中心，使測斜儀對中圓盤7的中心E點與孔口中心A點連接形成一條直線，確保 EA垂直于地面。測斜儀底座與護壁套管1之間采用絲口剛性連接，護壁套管壁厚達6mm，采用雙扣圓弧螺紋剛性連接，整個套管連接后基本為一條直線。測斜過程及原理如下1、當(dāng)重錘牽引測繩沿護壁套管下放至孔底時，測繩繃直為一條直線(見圖7)，E為對中圓盤中心點，ED為鉛直孔的中心線，EC為鉆孔出現(xiàn)偏斜時的測繩牽引線。2、首先假定該孔鉆進方向垂直向下，即該孔方位準確不存在偏斜，則鉆孔中心線為ED(理論鉛直線)；如鉆孔出現(xiàn)偏斜，當(dāng)測繩被重錘牽引隨護壁套管下滑時，則形成與理論鉛直鉆孔中心線構(gòu)成一定夾角的EC (假定鉆孔偏斜的測繩牽引線)，即測繩通過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繩牽引線之間形成一個正三角形AEDC04、連接孔口中心與偏斜后測繩通過孔口的位置即為孔口偏差，偏斜后測繩通過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，計算出孔底偏差DC，孔深為已知值，從而計算鉆孔偏斜率。測斜方法及步驟1、將重錘式測斜儀與護壁套管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；2、測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、將萬能量角器或十字架作為參照物放置于孔口，以十字架0點為原點，X、Y軸方向為理論坐標(biāo)系，測量孔口測繩在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牽引測繩8下放至預(yù)測孔深后，如鉆孔出現(xiàn)偏斜則測繩通過孔口中心的位置將隨之改變，以萬能量角器或十字架為參照物測量測繩在孔口的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B。5、將鉆孔出現(xiàn)偏斜后的(Χ2，Υ2)與孔口中心原點(XI，Yl)相比較，計算得出相應(yīng) X與Y軸的偏距，即ΔΧ = Χ2-Χ1、Δ Y = Υ2-Υ1，由此計算孔口綜合偏距a，根據(jù)“重錘式
斜原理，從而計算鉆孔偏斜率及孔底偏距(如圖9所示)。
權(quán)利要求1.一種重錘式測斜儀，包括測斜儀底座( 和重錘(3)，其特征是測斜儀底座( 下端連接護壁套管(1)，測斜儀底座( 上端安裝平衡支架(5)，平衡支架( 上端安裝對中圓盤(7)，在對中圓盤(7)中心開有中心孔(6)，中心孔(6)有測繩(8)穿過，測繩(8) 一端纏繞在卷揚機(9)上，另一端系在重錘(3)的頂端中心，重錘C3)位于測斜儀內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測斜儀，其特征是對中圓盤(7)的直徑為130-150mm，厚度為8-10mm，對中圓盤(7)的直徑與護壁套管(1)及測斜儀底座O)的外徑一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測斜儀，其特征是測繩(8)為直徑l_2mm的細小鋼繩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測斜儀，其特征是平衡支架(5)由六根長短相等的圓鋼組成，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所述重錘式測斜儀，其特征是重錘C3)為對稱中空式模塊鑄件，頂端設(shè)4個對稱的透氣孔(11)，透氣孔直徑15-25mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述重錘式測斜儀，其特征是重錘(3)的長度為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所述重錘式測斜儀，其特征是測斜儀底座O)的下端內(nèi)腔設(shè)有內(nèi)絲口(12)，護壁套管(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斜儀，涉及一種鉆孔孔斜測量儀器，尤其是高噴防滲墻施工中的鉆孔孔斜測量儀器。它包括測斜儀底座和重錘，其關(guān)鍵技術(shù)是測斜儀底座下端連接護壁套管，測斜儀底座上端安裝平衡支架，平衡支架上端安裝對中圓盤，在對中圓盤中心開有中心孔，中心孔有測繩穿過，測繩一端纏繞在卷揚機上，另一端系在重錘的頂端中心，重錘位于測斜儀內(nèi)。本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，在施工中其可操作性強，測斜過程簡便快捷，適于大規(guī)模使用。它不受孔內(nèi)地下水、孔徑和孔深影響，其測斜精度可高達千分之一，適用于深孔測斜，為深孔高噴施工孔斜的測量及控制提供了可靠的保障，完全適用于超強度、高難度的施工要求。
文檔編號G01C9/00GK202008362SQ20112008924
公開日2011年10月12日 申請日期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, 趙毅, 韓俊超 申請人:中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司