CN101566452B - 转盘式深基点位移计及测量方法 - Google Patents

Abstract

一种转盘式深基点位移计及测量方法，适用于测量井巷、隧道、硐室及地基工程中围岩或基础内部沿钻孔轴向位移量以及稳定性监测。位移计主要由测筒、孔口装置、固定器、基点锚固头和测量连接线组成。测量方法按测量的不同深度，将位移计送到测量钻孔中，当地下工程周边不同深度围岩产生移动时，孔口外测筒自动标出不同深度锚固点的位移距离；当基点锚固头与孔口距离发生变化时，测量连接线拉动游标滑块并压缩弹簧，通过测筒外表面上显示的刻度即可清晰地读出位移变化的长度；读取并记录变形后各测筒的读数，与各自的初始读数之差得出不同测点的岩层的位移量。其装置简单，整体结构可靠、量测准确，安装、测量方便，工程适应性强。

Description

转盘式深基点位移计及测量方法

技术领域

本发明涉及转盘式深基点位移计及测量方法，尤其适用于测量井巷、隧道、硐室及地基工程中围岩或基础内部沿钻孔轴向位移量以及稳定性监测。

背景技术

位移计由于其结构简单，在地下工程中使用广泛，多应用于矿山、隧道交通、大跨度硐室等地下工程，用于监测巷道和硐室的变形情况，为安全生产和支护设计提供可靠参数。目前，测量地下工程周边围岩的位移量，均采用钻孔测量技术，即在所要测量的围岩上施工一个测量钻孔，在钻孔不同深度安设基点锚固头，当地下工程周边围岩产生变形，测出不同深度测点与孔基点距离变化值，通过计算，得出不同深度围岩的位移量。视基点与测量仪器的连接方式或测量原理不同，分为机械联接方式、电磁感应式和电阻应变式；机械联接式测量方法分直接读式和间接读数式，电磁感应和电阻应变测量方式均为间接读数式，机械联接式多点位移计采用连接件将各基点锚固头与孔口测量装置连接，孔口测量装置多为卷尺，尽管孔口装置体积变小但内部结构连接复杂，接口处易锈蚀，钢结构受温度、湿度等影响测量精度低；孔口测量装置为机电百分表的缺点在于位移测量范围小，使用性差，测量精度受测量方向的约束。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单，安装、测量方便，造价低廉，量测准确的转盘式深基点位移计及测量方法。

为实现上述目的，本发明的转盘式深基点位移计，包括孔口装置，孔口装置一侧设有呈圆周状排列、长短不等、外表面上显示有刻度的多个测筒，另一侧设有固定器，测筒上均设有游标滑环，每个测筒上均设有从其入口处进入穿过孔口装置汇集后从固定器的出口引出的测量连接线，每股测量连接线位于测筒出口一端设有紧固件，位于固定器出口一端设有基点锚固头，固定器的外圆周上设有多排倒刺。

所述的测筒由外表面上显示有刻度的直筒、分别设在直筒两端的挡块、挡环和连接在挡块、挡环之间的弹簧构成；所述的多个测筒为五个或六个；所述的多排倒刺呈十字形排列，对称固定于固定器的外圆周上；所述的基点锚固头由钢管和固定在钢管上的弹性钢爪构成。

本发明转盘式深基点位移计的测量方法：

a.按测量的不同深度，将与测筒相配的多个基点锚固头按由长到短的顺序送到测量钻孔中，并固定；

b.将固定器装入测量钻孔入口内，松开紧固件移动到挡块处，让游标滑环停在测筒表面的零刻度线上，锁紧紧固件上的螺丝，分别记录各测筒表面的初始读数；

c.当地下工程周边不同深度围岩产生移动时，孔口外测筒自动标出不同深度锚固点的位移距离；

d.当基点锚固头与孔口距离发生变化时，测量连接线拉动游标滑块并压缩弹簧，通过测筒外表面上显示的刻度即可清晰地读出位移变化的长度；

e.读取并记录变形后各测筒的读数，与各自的初始读数之差得出不同测点的岩层的位移量。

有益效果：

1、通过紧固件根据测量连接线的长度可调整测尺的测量范围，大大提高测量上限；

2、将多个测筒环绕安装在孔口装置上，简化了孔口测量装置并缩小体积；

3、位移计受力后，基点锚固头拉紧钢丝绳测线并压缩测筒内弹簧，带动游标滑环在测筒上自动移动，读值；

4、基点锚固头结构新颖，性能优良，适用性强；

5、装置整体可靠、量测准确，安装、测量方便。

6、既能满足所需精度又便于在矿山巷道硐室使用，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明的基点锚固头剖面图；

图4为本发明的安装效果图。

图中，1-紧固件；2-测量连接线；3-游标滑环；4-测筒；5-孔口装置；6-固定器；7-倒刺；8-基点锚固头；9-挡块；10-弹簧；11-挡环；12-测量钻孔；13-钢管；14-钢爪。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

图1图2所示，转盘式深基点位移计主要由测筒4、孔口装置5、固定器6、基点锚固头8和测量连接线2组成。测筒4呈圆周状排列、长短不等、外表面上显示有刻度，测筒4为五个或是六个，各测筒4的长短根据实际测量要求设定。六个测筒4一端分别固定在孔口装置5外壳上，其轴线与孔口装置5的轴线相平行，测筒4上安设有游际滑环3，测筒4筒内装有挡块9和挡环11，挡块9和挡环11之间连接有弹簧10；孔口装置5与固定器6连接，孔口装置5外形为圆柱状，内部中空；固定器6为直管一端与孔口装置5连接，另一端有倒刺7，多排倒刺7呈十字形排列对称固定于固定器6的外圆周上；测量连接线2穿过测筒4、孔口装置5和固定器6一端连接紧固件1，另一端连接基点锚固头8，图3所示。基点锚固头8由不锈钢制做，可长期在潮湿孔中不锈蚀，钢爪14由弹簧钢丝制作，坚韧耐用，基点锚固头8可安装在直径28～80mm孔中，工程适应性强。

转盘式深基点位移计的测量方法：首先将五或六个基点锚固头8按由长到短的顺序送到测量钻孔12中所要测的不同深度并固定在测量钻孔12壁上，再将固定器6装进测量钻孔12口端，松开紧固件1移动到挡块9处，让游标滑环3停在测筒4表面的零刻度线上，锁紧紧固件1上螺丝，分别记录各测筒表面的初始读数；当地下工程周边不同深度围岩产生移动时，随深度不同，其移动量是不一样的，通过测量钻孔12中各基点与孔口的距离变化反映出来，因此，当基点锚固头与孔口距离发生变化时，测量连接线2必拉动游标滑环3并压缩弹簧10，在测筒4表面拉出同样长度，长度的变化可在测筒4上清晰地读出，读取并记录变形后各测筒的读数，与各自的初始读数做差得出不同测点的岩层位移量。根据不同测点位移量的差异可以分析岩层内部离层、裂隙发育情况，为巷道、硐室围岩稳定性提供依据。

Claims (6)

1.一种转盘式深基点位移计，其特征在于：它包括孔口装置(5)，孔口装置(5)一侧设有呈圆周状排列、长短不等、外表面上显示有刻度的多个测筒(4)，另一侧设有固定器(6)，测筒(4)上均设有游标滑环(3)，每个测筒(4)上均设有从其入口处进入穿过孔口装置(5)汇集后从固定器(6)的出口引出的测量连接线(2)，每股测量连接线(2)位于测筒(4)出口一端设有紧固件(1)，位于固定器(6)出口一端设有基点锚固头(8)，固定器(6)的外圆周上设有多排倒刺(7)。

2.根据权利要求1所述的转盘式深基点位移计，其特征在于：所述的测筒(4)由外表面上显示有刻度的直筒、分别设在直筒两端的挡块(9)、挡环(11)和连接在挡块(9)、挡环(11)之间的弹簧(10)构成。

3.根据权利要求1或2所述的转盘式深基点位移计，其特征在于：所述的多个测筒(4)为五个或六个。

4.根据权利要求1所述的转盘式深基点位移计，其特征在于：所述的多排倒刺(7)呈十字形排列，对称固定于固定器(6)的外圆周上。

5.根据权利要求1所述的转盘式深基点位移计，其特征在于：所述的基点锚固头(8)由钢管(13)和固定在钢管(13)上的弹性钢爪(14)构成。

6.一种如权利要求1所述转盘式深基点位移计的测量方法，其特征在于：

a.按测量的不同深度，将与测筒(4)相配的多个基点锚固头(8)按由长到短的顺序送到测量钻孔(12)中，并固定；

b.将固定器(6)装入测量钻孔(12)入口内，松开紧固件(1)移动到挡块(9)处，让游标滑环(3)停在测筒(4)表面的零刻度线上，锁紧紧固件(1)上的螺丝，分别记录各测筒(4)表面的初始读数；

c.当地下工程周边不同深度围岩产生移动时，按不同深度测量钻孔(12)中各基点锚固头(8)与孔口的距离；

d.当基点锚固头(8)与孔口距离发生变化时，测量连接线(2)拉动游标滑块(3)并压缩弹簧(10)，通过测筒(4)外表面上显示的刻度即可清晰地读出位移变化的长度；

e.读取并记录变形后各测筒(4)的读数，与各自的初始读数之差得出不同测点的岩层的位移量。

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