CN106017446A - 一种控制平硐硐向和硐深的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制平硐硐向和硐深的方法及装置，本发明是将地质罗盘和激光测距仪固定在同一根支撑杆组件上，并确保地质罗盘的指向与激光测距仪的激光束指向一致；再将支撑杆组件垂直插在平硐的硐口中央位置的地面上，然后打开激光测距仪，并通过转动支撑杆组件调整激光测距仪的激光束的光斑位于平硐内掌子面宽度的居中位置；此时从地质罗盘上读取平硐的硐向数据，从激光测距仪上读取平硐的硐深数据。本发明能快速准确测量和校核平硐走向和深度，控制好平硐硐向和深度；可现场组合和拆解，方便携带，且操作方便，仅需一人操作即可，节约时间和人力；施工中也可辅助控制，可以长时间工作，有利于提高施工质量和加快进度且不影响施工。

Description

一种控制平硐硐向和硐深的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种控制平硐硐向和硐深的方法及装置，属于水利水电工程地质勘察技术领域。

背景技术

平硐开挖属地质勘察领域，平硐开挖会根据指定的硐向和深度进行开挖，有些平硐硐向会随深度增加改变，有些不变。当前在平硐硐向和深度控制和验收方面，暂无相应的规定与规范要求，主要使用地质罗盘和皮尺，在确定和调整硐向时，通常在硐口中点处和掌子面中点处各站一人，两人分别拉住皮尺一端，另外一人使用地质罗盘贴着皮尺进行硐向测量，当硐向需要调整时，则移动拉皮尺里端的人，使地质罗盘指针转向所需方位，当平硐深度超过皮尺长度时，则重复上述过程；在确定平硐深度时，则两人配合使用皮尺进行测量，平硐较深时，则累计上述过程。

实际工程中，由于平硐开挖时属人为操作，如无正确的方位指引以及准确把握硐深深度，容易使平硐开挖时硐向和深度出现误差，当操作把握不好时，更有甚者出现较大偏差，无法准确达到工程目的。然而通常使用的皮尺和地质罗盘配合方法，在确定硐向和硐深时，受拉皮尺人员、皮尺、使用罗盘测量人员、环境影响，往往不能准确测量，更有甚者会使硐向和硐深误差较大，而且平硐施工时，该方法无法操作，不能正确指导工人施工。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种控制平硐硐向和硐深的方法及装置，以快速准确测量平硐走向和深度，并且操作方便，仅需一人操作，可节约时间和人力，可以长时间工作，能提高施工质量和加快进度，并能使施工准确快速达到工程的目的，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种控制平硐硐向和硐深的方法为，该方法是将地质罗盘和激光测距仪固定在同一根支撑杆组件上，并确保地质罗盘的指向与激光测距仪的激光束指向一致；再将支撑杆组件垂直插在平硐的硐口中央位置的地面上，然后打开激光测距仪，并通过转动支撑杆组件调整激光测距仪的激光束的光斑位于平硐内掌子面宽度的居中位置；此时从地质罗盘上读取平硐的硐向数据，从激光测距仪上读取平硐的硐深数据。

用于上述方法中的本发明的一种控制平硐硐向和硐深的装置为，该装置包括支撑杆组件，支撑杆组件顶端设有地质罗盘，支撑杆组件中部设有激光测距仪。

前述装置中，所述支撑杆组件包括长度为 1m 、直径为 4cm 用聚苯硫醚加工成的塑料棒，塑料棒一侧设有垂线，塑料棒顶端设有安装平台，安装平台顶面设有凹槽，凹槽的形状与地质罗盘的外形对应，凹槽一侧设有缺口，凹槽底部刻有中心线，中心线的基准点位于塑料棒的轴线或轴线延长线上，中心线与塑料棒上的垂线对齐；塑料棒底端设有钢锥。

前述装置中，所述地质罗盘包括表盘和表盖，表盖经铰链与表盘连接；表盘上设有指针，指针经转轴与表盘连接，表盖上设有水平仪和基准线。

前述装置中，所述激光测距仪包括机身，机身后端设有电源接头和锁环，锁环上设有锁扣；机身顶面设有开关、显示屏和射线标记，机身前端设有激光发射头。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明能快速准确测量和校核平硐走向和深度，控制好平硐硐向和深度，准确达到工程目的；该装置可现场组合和拆解，方便携带，且操作方便，仅需一人操作即可，节约时间和人力；设备可重复多次使用，使用寿命长；施工中也可辅助控制，可以长时间工作，有利于提高施工质量和加快进度且不影响施工；各组成部件设备均常见，易于购买，经济性和适用性较强。

附图说明

图 1 是本发明装置使用时的示意图；

图 2 是本发明装置结构示意图；

图 3 是本发明支撑杆组件的结构示意图；

图 4 是本发明地质罗盘的结构示意图；

图 5 是本发明激光测距仪的结构示意图。

图中的标记为： 1- 平硐、 2- 硐口、 3- 激光束、 4- 光斑、 5- 掌子面、 6- 地面、 10- 支撑杆组件、 11- 塑料棒、 12- 垂线、 13- 安装平台、 14- 凹槽、 15- 缺口、 16- 中心线、 17- 基准点、 18- 轴线、 19- 钢锥、 20- 地质罗盘、 21- 表盘、 22- 表盖、 23- 铰链、 24- 指针、 25- 转轴、 26- 水平仪、 27- 基准线、 30- 激光测距仪、 31- 机身、 32- 电源接头、 33- 锁环、 34- 锁扣、 35- 开关、 36- 显示屏、 37- 射线标记、 38- 激光发射头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种控制平硐硐向和硐深的方法，如图 1 所示，该方法是将地质罗盘 20 和激光测距仪 30 固定在同一根支撑杆组件 10 上，并确保地质罗盘 20 的指向与激光测距仪 30 的激光束指向一致；再将支撑杆组件 10 垂直插在平硐 1 的硐口 2 中央位置的地面 6 上，然后打开激光测距仪 30 ，并通过转动支撑杆组件 10 调整激光测距仪 30 的激光束 3 的光斑 4 位于平硐 1 内掌子面 5 宽度的居中位置；此时从地质罗盘上读取平硐的硐向数据，从激光测距仪上读取平硐的硐深数据。

用于上述方法中的本发明的一种控制平硐硐向和硐深的装置，如图 2- 图 5 所示，该装置包括支撑杆组件 10 ，支撑杆组件 10 顶端设有地质罗盘 20 ，支撑杆组件 10 中部设有激光测距仪 30 。支撑杆组件 10 如图 3 所示，包括长度为 1m ，直径为 4cm 用聚苯硫醚加工成的塑料棒 11 ，塑料棒 11 一侧设有垂线 12 ，塑料棒 11 顶端设有安装平台 13 ，安装平台 13 顶面设有凹槽 14 ，凹槽 14 的形状与地质罗盘 20 的外形对应，凹槽 14 一侧设有缺口 15 ，凹槽 14 底部刻有中心线 16 ，中心线 16 的基准点 17 位于塑料棒 11 的轴线 18 或轴线延长线上，中心线 16 与塑料棒 11 上的垂线 12 对齐；塑料棒 11 底端设有钢锥 19 。地质罗盘 20 如图 4 所示，包括表盘 21 和表盖 22 ，表盖 22 经铰链 23 与表盘 21 连接；表盘 21 上设有指针 24 ，指针 24 经转轴 25 与表盘 21 连接，表盖 22 上设有水平仪 26 和基准线 27 。激光测距仪 30 如图 5 所示，包括机身 31 ，机身 31 后端设有电源接头 32 和锁环 33 ，锁环 33 上设有锁扣 34 ；机身 31 顶面设有开关 35 、显示屏 36 和射线标记 37 ，机身 31 前端设有激光发射头 38 。

实施例

该方法所用装置包括地质罗盘 20 、激光测距仪 30 以及支撑杆组件 10 。支撑杆组件 10 包括一根圆柱形塑料棒。地质罗盘为普通常见的地质罗盘；选用的塑料棒接近透明色，材料为 PPS （聚苯硫醚），全长 1m ，直径 4cm ，其具有绝缘性，对电磁不影响，其具有高强度硬度高足以支撑地质罗盘和激光测距仪的重量而不变形，耐高温耐腐蚀不易受环境温度影响而弯曲，耐磨性高，不易磨损，可长期使用，同时轻便，方便携带，易于购买；该塑料棒顶部为一固定地质罗盘的安装平台 13 ，安装平台形状与地质罗盘形状相同，尺寸吻合，能很好地固定地质罗盘，固定地质罗盘时，罗盘上指针 24 的转轴 25 的轴线应与塑料棒轴线重合，在塑料棒 11 上有一条竖直的垂线 12 ，垂线位于地质罗盘镜线与塑料棒的交点处；塑料棒接地部位为一金属圆锥形，当调节罗盘指向时，可直接转动塑料棒达到该目的。

激光测距仪为一使用激光测量距离的仪器，当电池电源不足时可使用日常插座充电，也可连接电源使用，激光发射头 38 位于仪器前端面正中心，激光测距仪上端面上有一条中线为射线标记，当中线与塑料棒上垂线 12 对齐时，激光束与罗盘镜线在同一竖直面上。激光测距仪上有一开关 35 ，当开关接通后，激光测距仪开始工作，当开关断开后停止工作；激光测距仪后端面有锁环 33 和锁扣 34 固定装置，锁环 33 内径略小于塑料棒 11 直径，可通过锁扣 34 调节松紧，锁扣为金属螺帽装置，可将激光测距仪安装固定在塑料棒上，通过固定装置可上下调节激光测距仪，当地质罗盘和激光测距仪同时工作时，调节装置，使激光测距仪与罗盘保持一定安全距离，避免电磁相互干扰，当只使用一个设备时，可根据需要上下调节。当需要测量校核及验收硐向和硐深时，固定好罗盘和激光测距仪后，将塑料棒底部对准硐口处对应地面中点，打开激光测距仪，使罗盘指针指向所需方位，查看激光器是否指向掌子面对于高程面上的中点处，即可确定硐向是否准确；测量硐深时，则可只使用激光测距仪，读取距离读数即可。

平硐施工多使用炸药爆破，平硐硐向和硐深控制好坏主要在于钻孔工人钻孔位置、方位以及深度的把握，钻孔作业时，调节好罗盘方位后，将塑料棒固定，将激光测距仪连接电源，使激光测距仪处于长时间工作状态，通过激光束可指导施工员把握好钻孔位置和方位，激光仪上的数据可指导施工员把握钻孔深度，爆破后出渣时则将装置移走，对其不造成任何影响。

支撑杆组件 10 顶部为固定地质罗盘 20 的安装平台 13 ，起到固定地质罗盘 20 的作用，支撑杆组件 10 侧面设有垂线 12 ，垂线 12 与安装平台 13 上的中心线 16 和激光测距仪 30 的机身 31 上的射线标记 37 对齐。激光测距仪 30 的机身 31 后端设有电源接头 32 ，机身 31 顶部设有显示距离的显示屏 36 和启动射线的开关 35 ，当开关接通后机身 31 前端的激光发射头 38 发出激光束 3 。机身 31 后端还设有用于将激光测距仪 30 固定在塑料棒 11 上的锁环 33 以及锁扣 34 ，机身 31 端面射线标记 37 。

在平硐施工和验收时，将地质罗盘装在安装平台上，使罗盘固定在塑料棒上；通过锁环 33 将激光测距仪套在塑料棒上，打开激光测距仪开关，通过上下移动激光测距仪，确定电磁互不干扰的安全距离，距离确定后，在干扰距离外，将激光仪上端面射线标记 37 与塑料棒上的垂线 12 对齐，使用锁扣 34 将激光仪固定在塑料棒上，整套装置组装完成；找到平硐硐口对应地面中点，将塑料棒下端的钢锥 19 尖头对准中点插入地面 6 调节塑料棒，使地质罗盘上的水平仪 26 气泡居中，此时塑料棒也处于垂直状态，将激光测距仪开关打开，水平转动塑料棒和地质罗盘仪，使罗盘指针指向平硐正确方位，检查激光束 3 是否指向平硐掌子面 5 对应中点，读取激光测距仪显示屏 4 上面读数，即可了解平硐硐向和硐深是否准确，便于调整和控制平硐硐深和硐向。

当指导平硐开挖时，将地质罗盘指针指向平硐正确硐向方位上，将塑料棒固定，将激光测距仪用电源接头 32 连接电源，使激光测距仪长时间工作，施工员读取硐深数据，准确了解平硐所处深度，然后根据激光束指向施工作业控制，有效控制硐向和硐深，操作简单方便。

Claims (5)

1.一种控制平硐硐向和硐深的方法，其特征在于：该方法是将地质罗盘和激光测距仪固定在同一根支撑杆组件上，并确保地质罗盘的指向与激光测距仪的激光束指向一致；再将支撑杆组件垂直插在平硐的硐口中央位置的地面上，然后打开激光测距仪，并通过转动支撑杆组件调整激光测距仪的激光束的光斑位于平硐内掌子面宽度的居中位置；此时从地质罗盘上读取平硐的硐向数据，从激光测距仪上读取平硐的硐深数据。

2.一种用于权利要求1所述方法的控制平硐硐向和硐深的装置，包括支撑杆组件（10），其特征在于：在支撑杆组件（10）顶端设有地质罗盘（20），在支撑杆组件（10）中部设有激光测距仪（30）。

3.根据权利要求2所述控制平硐硐向和硐深的装置，其特征在于：所述支撑杆组件（10）包括长度为1m、直径为4cm用聚苯硫醚加工成的塑料棒（11），塑料棒（11）一侧设有垂线（12），塑料棒（11）顶端设有安装平台（13），安装平台（13）顶面设有凹槽（14），凹槽（14）的形状与地质罗盘（20）的外形对应，凹槽（14）一侧设有缺口（15），凹槽（14）底部刻有中心线（16），中心线（16）的基准点（17）位于塑料棒（11）的轴线（18）或轴线延长线上，中心线（16）与塑料棒（11）上的垂线（12）对齐；塑料棒（11）底端设有钢锥（19）。

4.根据权利要求2所述控制平硐硐向和硐深的装置，其特征在于：所述地质罗盘（20）包括表盘（21）和表盖（22），表盖（22）经铰链（23）与表盘（21）连接；表盘（21）上设有指针（24），指针（24）经转轴（25）与表盘（21）连接，表盖（22）上设有水平仪（26）和基准线（27）。

5.根据权利要求2所述控制平硐硐向和硐深的装置，其特征在于：所述激光测距仪（30）包括机身（31），机身（31）后端设有电源接头（32）和锁环（33），锁环（33）上设有锁扣（34）；机身（31）顶面设有开关（35）、显示屏（36）和射线标记（37），机身（31）前端设有激光发射头（38）。