CN102926414B - 一种适合孔内安装的基岩变位计及其安装埋设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合钻孔孔内安装的基岩变位计及其安装埋设方法，它主要由锚固头、传递杆组件、位移传感器（测缝计）组成，并采用钻孔埋设的方式将上述组装好的基岩变位计安装埋设在大坝建基面及以下基岩处，主要用于监测坝基在荷载作用下的垂直变形。该基岩变位计的特别用途在于当坝基部位混凝土已经浇筑形成后，在坝体混凝土浇筑层表面采用钻孔方式将其埋设在大坝基岩部位或需要的位置，施工灵活方便，解决了大坝浇筑过程中补充埋设基岩变位计的关键技术。

Description

一种适合孔内安装的基岩变位计及其安装埋设方法

技术领域

本发明涉及一种适合钻孔内安装埋设的基岩变位计，它主要用于水利水电工程对坝基岩体的垂直变形监测，是坝基岩体垂直变形监测的主要监测仪器。本发明还涉及一种适合钻孔孔内安装的基岩变位计的安装埋设方法，实现在坝体混凝土浇筑层表面钻孔埋设基岩变位计。

背景技术

采用基岩变位计进行坝基岩体垂直变形监测，是目前工程实际中最主要的方法之一。具体安装埋设基岩变位计的做法是在坝基的建基面采用钻孔的方式埋设孔底锚头和传递杆组件，然后安装测缝计和安装支架，并通过调整安装支架顶板的高度来调定测缝计初始值（预拉）处于量程的合适位置，最后浇筑建基面上的坝体混凝土，并将测缝计观测电缆引至观测站进行观测。

目前所使用的基岩变位计主要包括锚头、传递杆组件、测缝计、测缝计安装支架等，只能在坝基的建基面进行钻孔安装埋设。如果在坝体混凝土浇筑上升过程中，仪器因质量、强振、电缆破损等原因失效后，通常无法进行补救修复或者补充埋设替代的基岩变位计。

发明内容

本发明提供了一种适合钻孔内安装的基岩变位计，具有与现有技术的基岩变位计相同的孔底锚头、传递杆组件和位移传感器（测缝计），不同之处在于它特殊的测缝计固定基座、测缝计量程预置构件、安装埋设方法、应用场合、以及可以在工程后期进行增补和替换埋设的功能特性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适合孔内安装的基岩变位计，包括位于埋设钻孔最下端的锚固头、传递杆、外套在传递杆上的塑料套管、测缝计；其结构特点是，还包括固定测缝计的圆筒基座、以及测缝计初始量程预置构件拉耳；所述锚固头通过传递杆在建基面处与测缝计的下端相连，所述测缝计置于圆筒基座的内腔，且该测缝计的上端头与所述圆筒基座的上端口固定连接。

由此，测缝计的上端与圆筒状的基座固定，测缝计置于圆筒基座的内腔并受到筒壁的保护；在圆筒基座的顶部外表面设置有测缝计量程预置构件拉耳，通过提拉拉耳调整和设定基岩变位计量程初始值。传递杆组件为内置钢管和外套塑料管件，钢管下端与锚固头连接，上端与测缝计连接，外套塑料管防止钻孔内回填灌浆时将传递钢管固死。

进一步地，作为一种具体的固定测缝计的上端头的结构形式，所述圆筒基座的上端有一个可使测缝计的上端头通过的圆孔，该测缝计的上端头通过设置在圆筒基座顶端的卡子垫片和压盖固定；所述圆筒基座的下端口设有一个管内径由大变小的管口沉台。

更进一步地，所述测缝计的上端头穿过圆筒基座的上端圆孔，并由设置在圆筒基座顶端的两个半圆环卡子垫片卡住，所述卡子垫片上设有一个中间凹陷的圆环压盖；所述卡子垫片、圆环压盖和圆筒基座之间通过螺栓将测缝计的上端头压紧固定。由此，测缝计置于圆筒基座（保护钢筒）的内腔，其上端与圆筒基座的顶部端口固定。固定构件包括两片半圆环拼接卡子垫片和一个中间凹陷的圆环压盖，采用两个螺栓固定。测缝计上端引出的观测电缆，穿过圆环压盖的中心孔引出埋设钻孔再引至观测站。

所述圆筒基座的下端管口沉台段内侧与传递杆塑料套管之间设有密封圈，所述测缝计与连接器均位于圆筒基座的空腔内。

所述圆筒基座的顶部外表面固定有两个拉耳，通过用铁丝提拉拉耳预置测缝计的初始量程。

为了防止钻孔内回填灌浆时浆料进入圆筒基座的内腔将测缝计填死，在传递杆的外套塑料管与圆筒基座的筒壁之间设有止浆密封圈。同时，为了有效地阻挡止浆密封橡胶圈因灌浆压力被挤入圆筒基座内腔，在圆筒基座的筒壁下端口内侧设有一个管口沉台。

籍由上述结构，本发明可以向常规的基岩变位计一样在大坝建基面垂直钻孔埋设，也就是将锚头和传递杆组件安装埋设在大坝建基面以下的基岩中，将测缝计(置于圆筒基座内固定)安装埋设在大坝建基面处，在大坝混凝土的施工浇筑过程中和大坝建成后的运行中，监测坝基的垂直变形。

进一步地，本发明还提供了一种如上所述的适合孔内安装的基岩变位计的钻孔安装埋设方法，包括如下步骤：

1）在坝体混凝土浇筑层的表面钻孔，穿过建基面至锚固头的设计高程，即钻至设计孔深；

2）依照锚固头、由传递杆和塑料套管组成的传递杆组件、连接器、测缝计、圆筒基座和密封圈的先后秩序组装成基岩变位计，用第一根铁丝绑住锚固头将该基岩变位计下放至钻孔内；

3）将基岩变位计全部下放至钻孔内之前，在圆筒基座顶部安装的拉耳上捆扎第二根铁丝，继续下放基岩变位计至设计位置后固定第一根铁丝；

4）通过提拉拉耳上捆扎的第二根铁丝，对测缝计进行测试，预置测缝计的初始值，使之处于量程内，并固定好第二根铁丝；

5）向钻孔内插入灌浆管，从孔底向上进行回填灌浆，完毕后将测缝计的观测电缆引至观测站。

具体而言，所述的基岩变位计的钻孔安装埋设方法包括：1）在大坝混凝土浇筑层表面向下钻孔，钻孔穿过大坝建基面以后继续向下钻至基岩变位计锚头的设计深度位置；2）先连接锚头和传递杆组件的第一节，将一根铁丝绑在锚头上，通过铁丝向钻孔内下放锚头和传递杆组件，并逐步接长传递杆组件，安装测缝计、圆筒基座、密封圈、拉耳等结构件；3）在拉耳上绑扎铁丝，之后继续下放，使测缝计或圆筒基座位于大坝建基面上方的坝基混凝土内，固定下放铁丝，并使拉耳上绑扎的铁丝引出孔口；4）通过提拉绑扎在拉耳上的铁丝调整和设定基岩变位计的初始值，然后固定该铁丝，保持测缝计读数稳定；5）向钻孔内插入灌浆管，从孔底向上进行回填灌浆，并将测缝计电缆引至观测站。

本发明的安装埋设方法主要体现在采用钻孔的方式将孔底锚头、传递杆组件、测缝计及圆筒基座一起安装埋设在钻孔内，并使测缝计及圆筒基座位于建基面上方的坝基混凝土内，实现了基岩变位计观测的典型应用布置。

本发明提供的一种适合钻孔内安装的基岩变位计，其初始值（上抬或沉降监测量程）的设置是通过圆筒基座上部设有两个拉耳绑扎铁丝引至孔口，并通过提拉该铁丝进行调整和设定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是解决了在坝体混凝土浇筑层表面钻孔埋设基岩变位计的关键技术问题。当坝体混凝土浇筑上升过程中，仪器因质量、强振、电缆破损等原因失效，或者因工期、环境条件等原因不能在坝基建基面埋设常规基岩变位计时，可以在坝体混凝土浇筑层表面钻孔补充埋设本发明提供的一种适合钻孔内安装的基岩变位计。

因此，本发明的基岩变位计的特别用途在于当坝基部位混凝土已经浇筑形成后，在坝体混凝土浇筑层表面采用钻孔方式将其埋设在大坝基岩或需要的位置，施工灵活方便，解决了大坝浇筑过程中补充埋设基岩变位计的关键技术。

附图说明

图 1 是本发明一种实施例的整体结构示意图；

图 2 是图1中所述测量装置的结构大样图；

在图中：

1-锚固头，2-传递杆，3-塑料套管， 4-连接器，5-测缝计，6-圆筒基座，7-密封圈， 8-卡子垫片， 9-压盖， 10-拉耳， 11-观测电缆。

具体实施方式

一种适合钻孔内安装的基岩变位计，如图1和图2所示，主要由锚固头1、钢质传递杆2、塑料套管3、测缝计5和圆筒基座6构成。其中，圆筒基座6的附件还有对测缝计5进行固定的卡子垫片8、压盖9和固定螺栓，以及圆筒基座6顶部的拉耳10和底口的密封橡胶圈7。测缝计5置于圆筒基座6的内腔，上端通过卡子垫片8和压盖9与圆筒基座6的上端口结合固定，下端通过连接器4与传递杆2连接。

本发明提供的一种适合钻孔内安装的基岩变位计，其塑料套管3与圆筒基座6套装之间的间隙，采用密封橡胶圈7进行止浆，即防止钻孔回填灌浆时浆液进入圆筒基座6的内腔。

本发明提供的一种适合钻孔内安装的基岩变位计，在压盖9上设有两个拉耳，通过提拉拉耳调整测缝计6的初始值（预拉），使之处于量程的合适位置。

以上实施例一种适合钻孔内安装的基岩变位计的组装和安装埋设的具体做法叙述如下：

1）先连接锚固头1和传递杆2（钢管）的第一节，再安装该传递杆的塑料套管3，将一根铁丝绑在锚固头1上，通过铁丝将锚固头1和传递杆组件（传递杆2和塑料套管3）下放到钻孔内。

2）在下放锚固头1和传递杆组件的同时，逐个接长传递杆2和塑料套管3至设计长度。

3）连接连接器4和测缝计5，再套装圆筒基座6，使测缝计5的上端头露出圆筒基座6的顶部的圆孔，用卡子垫片8和压盖9将其与圆筒基座6结合固定，同时安装好拉耳10和止浆密封圈7。

4）在拉耳10上捆扎第二根铁丝，并继续通过锚头1上捆扎的第一根铁丝下放已全部组装好的基岩变位计，直到测缝计5（或圆筒基座6）位于建基面上方的设计位置，并固定好下放铁丝。

5）通过拉耳10上捆扎的第二根铁丝调整测缝计5的初始值，即提拉调整铁丝并进行测缝计5的测试，使其状态（初始值）处于量程的合适位置，并固定好调整铁丝。

6）向钻孔内插入灌浆管，从孔底向上进行回填灌浆，完毕后将观测电11引至观测房。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1. 一种适合孔内安装的基岩变位计，包括位于埋设钻孔最下端的锚固头（1）、传递杆（2）、外套在传递杆（2）上的塑料套管（3）、测缝计（5）；其特征在于，还包括固定测缝计（5）的圆筒基座（6）、以及测缝计（5）初始量程预置构件拉耳（10）；所述锚固头（1）通过传递杆（2）在建基面处与测缝计（5）的下端相连，所述测缝计（5）置于圆筒基座（6）的内腔，且该测缝计（5）的上端头与所述圆筒基座（6）的上端口固定连接；所述圆筒基座（6）的上端有一个可使测缝计（5）的上端头通过的圆孔，该测缝计（5）的上端头通过设置在圆筒基座（6）顶端的卡子垫片（8）和压盖（9）固定；所述圆筒基座（6）的下端口设有一个管内径由大变小的管口沉台。

2. 根据权利要求1所述的适合孔内安装的基岩变位计，其特征在于，所述测缝计（5）的上端头穿过圆筒基座（6）的上端圆孔，并由设置在圆筒基座（6）顶端的两个半圆环卡子垫片（8）卡住，所述卡子垫片（8）上设有一个中间凹陷的圆环压盖（9）；所述卡子垫片（8）、圆环压盖（9）和圆筒基座（6）之间通过螺栓将测缝计（5）的上端头压紧固定。

3. 根据权利要求1所述的适合孔内安装的基岩变位计，其特征在于，所述圆筒基座（6）的下端管口沉台段内侧与传递杆塑料套管（3）之间设有密封圈（7），所述测缝计（5）与连接器（4）均位于圆筒基座（6）的空腔内。

4. 根据权利要求1所述的适合孔内安装的基岩变位计，其特征在于，所述圆筒基座（6）的顶部外表面固定有两个拉耳（10），通过用铁丝提拉拉耳（10）预置测缝计（5）的初始量程。

5. 一种适合孔内安装的基岩变位计进行钻孔孔内安装埋设的方法，所述适合孔内安装的基岩变位计，包括位于埋设钻孔最下端的锚固头（1）、传递杆（2）、外套在传递杆（2）上的塑料套管（3）、测缝计（5）；其特征在于，还包括固定测缝计（5）的圆筒基座（6）、以及测缝计（5）初始量程预置构件拉耳（10）；所述锚固头（1）通过传递杆（2）在建基面处与测缝计（5）的下端相连，所述测缝计（5）置于圆筒基座（6）的内腔，且该测缝计（5）的上端头与所述圆筒基座（6）的上端口固定连接；所述孔内安装埋设的方法包括如下步骤：

1）在坝体混凝土浇筑层的表面钻孔，穿过建基面至锚固头（1）的设计高程，即钻至设计孔深；

2）依照锚固头（1）、由传递杆（2）和塑料套管（3）组成的传递杆组件、连接器（4）、测缝计（5）、圆筒基座（6）和密封圈（7）的先后秩序组装成基岩变位计，用第一根铁丝绑住锚固头（1）将该基岩变位计下放至钻孔内；

3）将基岩变位计全部下放至钻孔内之前，在圆筒基座（6）顶部安装的拉耳（10）上捆扎第二根铁丝，继续下放基岩变位计至设计位置后固定第一根铁丝；

4）通过提拉拉耳（10）上捆扎的第二根铁丝，对测缝计（5）进行测试，预置测缝计（5）的初始值，使之处于量程内，并固定好第二根铁丝；

5）向钻孔内插入灌浆管，从孔底向上进行回填灌浆，完毕后将测缝计（5）的观测电缆（11）引至观测站。

6. 根据权利要求5所述的适合孔内安装的基岩变位计进行钻孔孔内安装埋设的方法，其特征在于，所述圆筒基座（6）的上端有一个可使测缝计（5）的上端头通过的圆孔，该测缝计（5）的上端头通过设置在圆筒基座（6）顶端的卡子垫片（8）和压盖（9）固定；所述圆筒基座（6）的下端口设有一个管内径由大变小的管口沉台。

7. 根据权利要求5所述的适合孔内安装的基岩变位计进行钻孔孔内安装埋设的方法，其特征在于，所述测缝计（5）的上端头穿过圆筒基座（6）的上端圆孔，并由设置在圆筒基座（6）顶端的两个半圆环卡子垫片（8）卡住，所述卡子垫片（8）上设有一个中间凹陷的圆环压盖（9）；所述卡子垫片（8）、圆环压盖（9）和圆筒基座（6）之间通过螺栓将测缝计（5）的上端头压紧固定。

8. 根据权利要求5所述的适合孔内安装的基岩变位计进行钻孔孔内安装埋设的方法，其特征在于，所述圆筒基座（6）的下端管口沉台段内侧与传递杆塑料套管（3）之间设有密封圈（7），所述测缝计（5）与连接器（4）均位于圆筒基座（6）的空腔内。

9. 根据权利要求5所述的适合孔内安装的基岩变位计进行钻孔孔内安装埋设的方法，其特征在于，所述圆筒基座（6）的顶部外表面固定有两个拉耳（10），通过用铁丝提拉拉耳（10）预置测缝计（5）的初始量程。