钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪制造技术

本发明专利技术公开一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，它包括用于与钻孔的护筒连接的连接翼板，连接翼板的内外两侧分别设有一个套筒，每个套筒上部设有激光测距仪，每个套筒内滑动配合有一块激光反射板，每个激光反射板经一根硬质浮杆连接有一个浮球，每根浮杆滑动配合在套筒底板的中心孔内。该测量仪安装方便、测量精确、测量过程方便、节省人力、不易损毁、可循环利用。

Measuring instrument for height difference between mud surface and water level outside borehole

The invention discloses a height difference measuring instrument for the liquid surface and the water level outside the hole in a drilling hole, which comprises a connecting wing plate connected with a hole in a borehole. A sleeve is provided on both sides of the inner and outer sides of the wing plate, each sleeve is provided with a laser rangefinder, and each sleeve is slippery with a laser reflector, each in each sleeve. The laser reflecting plate is connected with a floating ball through a rigid floating rod, and each floating rod is slid and matched with the center hole of the sleeve bottom plate. The measuring instrument is convenient to install, accurate to measure, convenient to measure, save manpower, easy to damage and recyclable.

【技术实现步骤摘要】
钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪
本专利技术涉及桩基施工中的钻孔灌注桩领域，具体讲是一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪。
技术介绍
大直径的钻孔灌注桩在大型桥梁、铁路、液化天然气及超高层建筑等基础工程中应用广泛。而在成孔施工的过程中，是依靠泥浆来保持钻孔内外的压力平衡的。泥浆循环时，利用泥浆与地下水或孔外的海面、河面之间的压力差，使泥浆在孔壁形成泥皮，实现孔壁加固防止坍塌，同时稳定钻孔内水位。而孔内外的压力差则通过孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差来实现的，一般是要求孔内泥浆液面比孔外水位面高出1.5米左右。因此，在反循环钻孔的过程中，需要定期观测孔内泥浆液面和孔外水位面的高度，以实时监测孔内外液面的高度差。传统的测量方式是用钢丝或尼龙绳作为测量绳系住漂浮物，并下放至孔内泥浆液面和孔外水面，读出测量绳上的刻度，相减从而获得高度差。但上述原始的测量方式会由于测量绳的弯折、不顺直而极易产生误差；而且，下放测量的过程步骤繁琐，费时费力，而成孔过程中测量频率高，需要多次反复测量，这就加大了工人的劳动强度，人力耗费大；此外，测量绳容易损坏，其刻度也容易磨损，难以长期循环使用。当然，针对传统测量方式的弊端，行业内也提出过改进的测量方式，如CN205120208的申请，就提出设置两个超声波探头，并在已知固定距离设置一反射物，用一号探头通过已知距离及声波往返时间来获取现场实际声速，再用二号探头利用实际声速乘以声波往返时间来获得液面的实际距离。但上述方式仍然存在不足：主要是该方式对工作现场环境要求高，而钻孔灌注桩工作环境恶劣，反循环过程中回流泥浆冲击泥浆液面，导致空中产生大量泥浆颗粒和杂质，对超声波传播造成干扰，降低了测量精确性。还有CN207019744U的申请，提出在搅拌缸外壁设置传力装置和检测装置，通过传力装置将压力信号传递，并由检测装置将其转换成液面高度信息，该方案的不足之处在于：泥浆护筒内很难找到安装传力装置和检测装置的空间，而且护筒内外均是泥浆，不断与传力装置及检测装置发生摩擦，极易使其损坏，况且将压力信息转换为液面信息需要整套相应程序及信息处理设备，使得整个装置复杂，不便拼装。在论述本申请技术方案之前，先铺陈护筒的概念，即在钻孔灌注桩施工过程中，钻头在穿越软土地层时，由于孔壁稳定性差，再加上钻头的扰动，即便用泥浆护壁，也难以维持孔壁的稳定性，所以在钻头穿越软土地层前，先通过外力如振动锤将钢制的护筒穿越软土地层，然后钻头在钢护筒内钻进，以达到顺利穿越软土地层的目的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种安装方便、测量精确、测量过程方便、节省人力、不易损毁、可循环利用的钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪。本专利技术的一种技术解决方案是，提供一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，它包括用于与钻孔的护筒连接的连接翼板，连接翼板的内外两侧分别设有一个套筒，每个套筒上部设有激光测距仪，每个套筒内滑动配合有一块激光反射板，每个激光反射板经一根硬质浮杆连接有一个浮球，每根浮杆滑动配合在套筒底板的中心孔内。该高度差测量仪的原理为：浮球随着孔内外水位面升降，进而经浮杆带动激光反射板升降，而激光测距仪发射的激光经反射板反射后重新被捕捉，测距仪将反射时间与光速相乘就可以获得孔内测量仪与反射板的距离d1和孔外测量仪与反射板的距离d2，将两个距离相减就能获得了孔内外的水位面的高度差。本专利技术钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪与现有技术相比，具有以下优点。首先，本专利技术采用硬质的浮杆，这就解决了传统测量时测量绳发生弯折及不顺直导致测量结果不准的缺陷，很大程度的提高了测量的精确性；而且，激光的发射及反射都发生在套筒内，套筒是封闭式的，泥浆很难从浮杆与底板中心孔的间隙进入套筒内，这就有效避免了空中泥浆颗粒及杂质的干扰，进一步提高了测量的精确性；再次，本仪器的安装方便，只需将连接翼板固定在护筒侧壁顶部，就完成了孔内孔外两套装置的安装；况且，本仪器测量操作过程简单，由于该仪器始终固定在钻孔顶部，人们只需要操作激光测距仪即可，这就极大减少了操作人员的工作量，节省人力，便于实时高频率的监测孔内外压力差；而且，本仪器使用时不易损耗，可循环使用率高，经济环保。最后，本申请是两套测量仪同时发射激光，确保同步获得两个相对高度，进而迅速、实时获取孔内外的压力差。作为改进，每个套筒的底板上设有用于使浮杆保持竖直的导向套；这样，对于漂浮器来说，实际上构成了双重导向，即上层套筒对激光反射板的导向和下层导向套对浮杆的导向，确保浮杆升降过程中始终保持竖直，这就提高了测量结果的精确性。作为再改进，浮球上设有连接套，浮杆下端插接固定在连接套内；这样，使得浮球及浮杆更换方便，万一发生意外损毁，可以快捷更换浮球或浮杆，使保养更方便。作为优选，连接翼板下部设有用于与护筒侧壁卡接的卡槽；连接翼板上部设有吊环，这样，连接翼板只需要卡接到护筒侧壁即可，安装过程方便，且安装时，还可以利用吊机钩挂住吊环，进一步便捷安装过程。作为进一步优选，套筒顶板贯通有定位孔，激光测距仪壳体下凸有定位柱，定位柱插接在定位孔中，激光测距仪的激光灯安装在定位柱下端；这样，首先可以快速方便的将激光测距仪安装在套筒顶部，其次，定位孔及定位柱的配合，能确保激光竖直下射，进而使得激光发射方向、反射板、浮杆、浮球的中心均位于同一条直线上，更进一步确保测量结果的精准。作为还进一步改进，套筒顶部铰接有用于遮盖定位孔的盖板；这样，当激光测距仪不使用时，可以封闭住定位孔，避免杂质落入到套管内，影响后续测量结果的精确性。附图说明图1是本专利技术钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪的正视结构示意图。图2是本专利技术钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪去掉浮球、浮杆和激光测距仪后的结构示意图。图3是本专利技术钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪的激光测距仪的结构示意图。图中所示1、护筒，2、连接翼板，2.1、卡槽，2.2、吊环，3、套筒，3.1、定位孔，3.2、盖板，4、激光测距仪，4.1、定位柱，4.2、激光灯，4.3、操作按键，4.4、显示屏，5、激光反射板，6、浮杆，7、浮球，7.1、连接套，8、导向套。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1、图2、图3所示，本专利技术钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，它包括用于与钻孔的护筒1连接的连接翼板2，连接翼板2下部设有用于与护筒1侧壁卡接的卡槽2.1；连接翼板2上部设有吊环2.2。连接翼板2的内侧焊接有一个用于测量钻孔内泥浆液面高度的套筒3，连接翼板2的外侧焊接有一个用于测量钻孔外水位面高度的套筒3。每个套筒3上部设有一个激光测距仪4，具体的说，每个套筒3顶板贯通有一个定位孔3.1，每个激光测距仪4的壳体下凸有一根定位柱4.1，该定位柱4.1插接在对应套筒3的定位孔3.1中，激光测距仪4的激光灯4.2安装在定位柱4.1下端。激光测距仪4的壳体上还设有操作按键4.3和用于显示测量结果的显示屏4.4。套筒3顶部经铰链铰接有用于遮盖定位孔3.1的盖板3.2。当激光测距仪4拆掉后，盖板3.2遮住套筒3顶板的定位孔3.1，防止杂质掉落。每个套筒3内滑动配合有一块激光反射板5，该激光反射板5的外径与套筒3的内径基本一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，其特征在于：它包括用于与钻孔的护筒(1)连接的连接翼板(2)，连接翼板(2)的内外两侧分别设有一个套筒(3)，每个套筒(3)上部设有激光测距仪(4)，每个套筒(3)内滑动配合有一块激光反射板(5)，每个激光反射板(5)经一根硬质浮杆(6)连接有一个浮球(7)，每根浮杆(6)滑动配合在套筒(3)底板的中心孔内。

【技术特征摘要】
1.一种钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，其特征在于：它包括用于与钻孔的护筒(1)连接的连接翼板(2)，连接翼板(2)的内外两侧分别设有一个套筒(3)，每个套筒(3)上部设有激光测距仪(4)，每个套筒(3)内滑动配合有一块激光反射板(5)，每个激光反射板(5)经一根硬质浮杆(6)连接有一个浮球(7)，每根浮杆(6)滑动配合在套筒(3)底板的中心孔内。2.根据权利要求1所述的钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，其特征在于：每个套筒(3)的底板上设有用于使浮杆(6)保持竖直的导向套(8)。3.根据权利要求1所述的钻孔内泥浆液面与孔外水位面的高度差测量仪，其特征在于：浮球(7)上设有连接套(7.1)，浮杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈保才，巫晓林，夏克玲，王喜，韩超，刘继龙，宋国龙，
申请(专利权)人：浙江易通基础工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33