CN106918319A - 一种路基空洞尺寸测量装置及方法 - Google Patents

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    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders

Abstract

本发明公开了一种路基空洞尺寸测量装置及方法，激光测距仪设置在竖筒顶部，镜子与竖向轴线呈45度倾斜设置在竖筒底部，激光测距仪与镜子反射中心的距离是L1，将竖筒竖直伸入到空洞当中，镜子反射中心到空洞洞口的距离是H，激光测距仪发出的竖向激光经过镜子反射之后水平射出并打到空洞侧壁上，激光测距仪测出的长度数值上L2，在空洞洞深H处，空洞水平尺寸L＝L2‑L1。激光测距仪测得的数值再减掉激光测距仪与镜子反射中心的距离，便可得到镜子反射中心水平指向的空洞侧壁的水平尺寸。因此，本发明的测量装置及方法具有结构简单的优点，并且能够快速、准确地测量出空洞的水平尺寸。

Description

一种路基空洞尺寸测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种路基空洞尺寸测量装置及方法，属于基础建设领域。
背景技术
路基空洞是常见的一种道路灾害，产生原因大致有两种，一是在可溶岩地区，地下溶洞发育导致路基出现空洞；二是跨越道路的市政雨水或污水管道破裂，雨水或污水溢出管道，冲刷管道周围的土体，致使管道周围出现空洞。路基空洞若不及时查出，待规模发育到一定程度时，在路面上部车辆荷载作用下容易出现坍塌，导致车辆和人员坠入空洞内，造成严重的事故。为此，在路基空洞可能出现地区，对其进行检测十分重要，空洞的检测一般是采用物探方法，如地质雷达法和高密度电阻率法等，检测出其位置和大致尺寸。由于物探方法是一种间接方法，存在一定误判率，对于可疑的空洞，采用地面垂直钻孔检测是对物探方法的验证，也是探查路基空洞最为直接的方法。钻孔后，能够方便测量出钻孔位置的深度，然而对于空洞发育的水平尺寸，目前尚无可靠的设备和方法进行测量。
发明内容
本发明提供了一种路基空洞尺寸测量装置及方法，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种路基空洞尺寸测量装置，包括支架及激光测距仪，该支架包括水平盘及用于支撑该水平盘的支撑脚，还包括转动盘和竖筒，该转动盘可转动地设置在该水平盘上表面，该水平盘和转动盘对应该竖筒分别设有让位孔，该竖筒可上下移动地垂直穿过该转动盘和水平盘，该竖筒与该转动盘在周向上相卡接，该转动盘侧壁上设有用于限制该竖筒在竖直方向上移动的卡接件，该激光测距仪设置在该竖筒顶部，该竖筒顶部还设有水平泡，该竖筒底部设有用于将竖向激光反射成水平激光的镜子，该竖筒侧壁上对应该镜子设有开口，该竖筒外表面沿其长度方向设有长度刻度线。
一种路基空洞尺寸测量方法，激光测距仪设置在竖筒顶部，镜子与竖向轴线呈45度倾斜设置在竖筒底部，激光测距仪与镜子反射中心的距离是L1，将竖筒竖直伸入到空洞当中，镜子反射中心到空洞洞口的距离是H，激光测距仪发出的竖向激光经过镜子反射之后水平射出并打到空洞侧壁上，激光测距仪测出的长度数值上L2，在空洞洞深H处，空洞水平尺寸L＝L2-L1。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
镜子与竖向轴线呈45度，利用镜子来改变激光的传播方向，激光测距仪测得的数值再减掉激光测距仪与镜子反射中心的距离，便可得到镜子反射中心水平指向的空洞侧壁的水平尺寸，而该竖筒外表面的长度刻度线可以方便地读取镜子反射中心与洞口之间的距离。因此，本发明的测量装置及方法具有结构简单的优点，并且能够快速、准确地测量出空洞的水平尺寸。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1绘示了本发明一种路基空洞尺寸测量装置的示意图。
图2绘示了图1所示测量装置的竖筒的俯视示意图。
具体实施方式
请参照图1和图2，本发明的一种路基空洞尺寸测量装置，包括支架、激光测距仪20、转动盘30及竖筒40，该支架包括水平盘11及用于支撑该水平盘的多个支撑脚12，该转动盘30可转动地设置在该水平盘11上表面，该水平盘11和转动盘30对应该竖筒40分别设有让位孔，该竖筒40可上下移动地垂直穿过该转动盘30和水平盘11。该竖筒40与该转动盘30在周向上相卡接，二者可同步转动。该转动盘30侧壁上设有用于限制该竖筒40在竖直方向上移动的卡接件32，当卡接件32与该竖筒40插接或锁接在一起时，该竖筒40无法竖直移动，该卡接件32可以是螺栓。该激光测距仪20设置在该竖筒40顶部，该竖筒40顶部还设有水平泡41。该竖筒40底部设有用于将竖向激光反射成水平激光的镜子42，该镜子42与该竖筒的轴线呈45角夹角。该竖筒40侧壁上对应该镜子42设有开口43。该竖筒40外表面沿其长度方向设有长度刻度线，优选地，以该镜子42反射中心水平对齐的位置为起始位置，即0mm。
该竖筒40包括首段、尾段及至少一个中间连接段，该激光测距仪20设置在该首段顶部，该镜子42设置在该尾段底部。该首段、尾段、中间连接段三者的长度相等并且相互之间螺纹连接在一起。该首段的上端设有端盖44，该端盖中部设有导槽45，该激光测距仪20设置在该导槽45内，该激光测距仪20的启动按键在该导槽45之外。该水平泡41设置在该端盖44上，该水平泡41的数量是四个并均匀分布在该导槽45四周。
该竖筒40外表面设有凸条，该转动盘30让位孔的侧壁设有卡槽，该凸条嵌入到该卡槽内，使该竖筒40与该转动盘30在周向上卡接。
该水平盘11在其让位孔四周标有360°的角度刻度线，该转动盘30侧壁设有方位标识线，通过方位标识线和角度刻度线，可以方便、准确地控制转动盘30的旋转角度。该支撑脚12可伸缩。
具体测量时，首先利用物探方法，确定出路基空洞最深部位，在圆心处钻孔，成孔后，使用发明的路基空洞尺寸测量装置对空洞尺寸进行测量。
将激光测距仪20竖直向，激光对准空洞底部，测出路面至洞底的距离，即洞深。根据测量的洞深，将竖筒50的首段、尾段、若干中间连接段拧在一起，其长度至少超过洞深1.0m以上。转动支架，使得水平盘11角度刻度线的零度指向正北方向。将支架放置在钻孔上部，将竖筒40穿过水平盘和转动盘，从路面钻孔内穿过，移动支架的水平位置，观测竖筒40顶部的水平泡41，使得水平泡41居中，此时竖筒40呈竖直状态。利用钢钉将支撑脚12固定住。将竖筒40缓慢下放，使得竖筒40侧壁的长度刻度线与路面的交接处刚好为一恒定深度，如0.10m，操作卡接件32使竖筒40在竖直方向上固定。
转动转动盘30，使得方位标识线指向水平盘11上的角度刻度线的零度位置。将激光测距仪20放入到导槽45内，测量激光口至测量位置的距离，此距离为激光口至镜面42的竖向距离与镜面42至钻孔侧壁的水平距离之和，记作为L1，0，若L1，0与竖筒40长度比较接近，则表明镜子42处于钻孔之内，没有达到下部的空洞内，此时，镜子反射点深度为10cm，记录数据(H1，L1，0)。
松开卡接件32，将竖筒40下放一定恒定深度，如0.10m，此时再拧紧卡接件32，如果激光测距仪20测量的长度L2，0仍与上次测量的长度L1，0相等，则表明测量点仍处于钻孔之内，同时读取竖筒刻度线与路面的交接位置处的距离刻度，即得到测量点的深度H2，此时获得一组数据(H2，L2，0)。如此，不断松动卡接件，下放竖筒，拧紧卡接件，测量距离，若在深度Hi处开始，测量的距离Li，0大于Li-1，0，则表明测量点已处于下部空洞内，转动转动盘30，使其旋转一恒定角度，如10°，使得其外壁上的方位标识线指向水平盘角度刻度线10°位置，此时按动激光测距仪20的启动键，测量此时的距离Li，10，如此继续旋转角度，测量距离，获得转动盘旋转20°时的距离Li，20，直至旋转到360°，记作为Li，360，Li，360＝Li，0，此时在深度Hi时，整个的空洞水平距离已测量完毕。松动卡接件32，下放竖筒40至下一个测量深度Hi+1，从转动盘30的0°开始测量，测量距离记作为Li+1，0，转动转动盘，测量转动到恒定角度时的距离，如此获得在深度Hi+1时，整个空洞的水平距离。如此，不断下放竖筒，测量深度为Hm时的水平距离，直至端部完全下放到空洞底部，底部数据记录(Hn，Ln，j)，此时测量完毕。
测量完毕后，对原始数据进行处理，获得空洞在不同深度Hm时的水平尺寸L’m，j，
当H＜Hi，L’m，j＝0；当H≧Hi；L’m，j＝Lm，j-L1，0
利用Auto-CAD软件，利用三维作图方法，画出一条水平面作为路面，以Hm作为原点，绘制线段L’m，j，将线段L’m，j端点用样条曲线相连，即得到深度为Hm时的空洞水平尺寸线，即得到空洞的尺寸。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种路基空洞尺寸测量装置，包括支架及激光测距仪，该支架包括水平盘及用于支撑该水平盘的支撑脚，其特征在于：还包括转动盘和竖筒，该转动盘可转动地设置在该水平盘上表面，该水平盘和转动盘对应该竖筒分别设有让位孔，该竖筒可上下移动地垂直穿过该转动盘和水平盘，该竖筒与该转动盘在周向上相卡接，该转动盘侧壁上设有用于限制该竖筒在竖直方向上移动的卡接件，该激光测距仪设置在该竖筒顶部，该竖筒顶部还设有水平泡，该竖筒底部设有用于将竖向激光反射成水平激光的镜子，该竖筒侧壁上对应该镜子设有开口，该竖筒外表面沿其长度方向设有长度刻度线。
2.根据权利要求1所述的一种路基空洞尺寸测量装置，其特征在于：该竖筒包括首段、尾段及至少一个中间连接段，该激光测距仪设置在该首段顶部，该镜子设置在该尾段底部。
3.根据权利要求2所述的一种路基空洞尺寸测量装置，其特征在于：该首段、尾段、中间连接段三者的长度相等并且相互之间螺纹连接在一起。
4.根据权利要求2所述的一种路基空洞尺寸测量装置，其特征在于：该首段的上端设有端盖，该端盖中部设有导槽，该激光测距仪设置在该导槽内，该激光测距仪的启动按键在该导槽之外。
5.根据权利要求4所述的一种路基空洞尺寸测量装置，其特征在于：该水平泡设置在该端盖上，该水平泡的数量是四个并均匀分布在该导槽四周。
6.根据权利要求1所述的一种路基空洞尺寸测量装置，其特征在于：该竖筒外表面设有凸条，该转动盘让位孔的侧壁设有卡槽，该凸条嵌入到该卡槽内。
7.根据权利要求1所述的一种路基空洞尺寸测量装置，其特征在于：该水平盘在其让位孔四周标有360°的角度刻度线，该转动盘侧壁设有方位标识线。
8.根据权利要求1所述的一种路基空洞尺寸测量方法，该支撑脚可伸缩。
9.一种路基空洞尺寸测量方法，其特征在于：激光测距仪设置在竖筒顶部，镜子与竖向轴线呈45度倾斜设置在竖筒底部，激光测距仪与镜子反射中心的距离是L1，将竖筒竖直伸入到空洞当中，镜子反射中心到空洞洞口的距离是H，激光测距仪发出的竖向激光经过镜子反射之后水平射出并打到空洞侧壁上，激光测距仪测出的长度数值上L2，在空洞洞深H处，空洞水平尺寸L＝L2-L1。
10.根据权利要求9所述的一种路基空洞尺寸测量方法，其特征在于：在空洞洞深H处，该竖筒每次沿周向转动10度，该激光测距仪测量一次数值。
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