一种利用探井进行边坡测斜的装置的制作方法

本实用新型属于测斜领域，尤其涉及一种利用探井进行边坡测斜的装置。

背景技术：

以往研究边坡深层土体侧向位移，通常采用固定式测斜仪或者便携式测斜仪，将测斜管通过机械成孔或者随钢筋笼下放到探井内然后混凝土灌注的方法垂直的埋设在不稳定土体中，以上方法适合在各方面条件均具备的条件下，然而很多大型边坡在前期勘探过程中地形陡峭并不具备车辆能够自由出入的条件，仅仅实施了人工探井勘探，传统方法无法达到测斜目的。

综上所述，很多大型边坡在前期勘探过程中地形陡峭并不具备车辆能够自由出入的条件，依靠人工探测，结果不准确。

技术实现要素：

本实用新型意为解决很多大型边坡在前期勘探过程中地形陡峭并不具备车辆能够自由出入的条件，依靠人工探测，结果不准确的技术问题而提供的一种利用探井进行边坡测斜的装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

该利用探井进行边坡测斜的装置包括两个三角架，两个三角架对称安装在探井的边缘处，三角架的上端活动安装有L型固定骨架，L型固定骨架与活动尺架台相连，活动尺架台通过紧固螺栓穿过长条形开槽固定在L型固定骨架上，活动尺架台的下端部设置有通光孔；

两个活动尺架台之间安装有水平杆，水平杆上水平设置有长条状开槽；长条状开槽内安装有可调节螺栓，可调节螺栓的下端焊接有前端通光固定管，前端通光固定管的后部安装有后端光线转向管；

其中一个三角架的后端安装有激光水平仪，激光水平仪的前端设置有发射孔；另一个三角架的后端安装有控制器，探井的内壁上安装有侧墙横立支架，侧墙横立支架上安装有光敏传感器；光敏传感器的信号输出端通过数据线与控制器相连通。

进一步，所述三角架采用可升降架。

进一步，所述可调节螺栓上设置有刻度指针，前端通光固定管和后端光线转向管的中部均设置有通光小孔。

进一步，所述后端光线转向管内部安置有倾斜角度为45°的平面反光镜片，平面反光镜片的中心与两个通光小孔中心的连线为同一直线，光线转向管周缘上设置有可动刻度可随光线转向管转动。

本实用新型具有的优点和积极效果是：利用激光水平仪将探井侧壁不同高度处标记点的位置垂直投影在水平面上，观察其位置坐标变化的方法，同样可以达到测斜的目的。在探井侧壁间隔相同的距离设置标记点，然后在探井锁口处安装用于观测标记点位置的激光测量装置，包括激光水平仪、水平支架系统、水平杆、光线转向管。标记点至光线转向管的垂向距离z为已知，然后利用激光测量装置将激光水平仪发出的激光通过光线转向管投射到标记点上，根据z值及光线转向管转过的角度，计算标记点在测量系统中的y坐标，x坐标可通过水平杆直接读出。因此便获得了探井不同深度处标记点的位置坐标即土体内部不同深度点的位置坐标，连续观测相同标记点的位置坐标变化即可获得土体内部水平位移信息。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的利用探井进行边坡测斜的装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的利用探井进行边坡测斜的装置A处的结构的放大图；

图3是本实用新型实施例提供的三角架的侧视安装图；

图4是本实用新型实施例提供的三角架的主视安装图；

图5是本实用新型实施例提供的水平杆的俯视图；

图6是本实用新型实施例提供的活动尺架台的安装结构示意图；

图中：101、激光水平仪；102、发射孔；201、三角架；202、L型固定骨架；203、长条形开槽；204、紧固螺栓；205、活动尺架台；206、通光孔；301、水平杆；302、长条状开槽；401、可调节螺栓；402、后端光线转向管；403、前端通光固定管；404、平面反光镜片；405、刻度指针；406、通光小孔；501、光敏传感器；502、侧墙横立支架；503、控制器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合图1至图6对本实用新型的结构作详细的描述。

本实用新型实施例提供的利用探井进行边坡测斜的装置包括两个三角架201，两个三角架201对称安装在探井的边缘处，三角架201的上端活动安装有L型固定骨架202，L型固定骨架202的上端设置有长条形开槽203，活动尺架台205通过紧固螺栓204固定安装在长条形开槽203内，活动尺架台205的下端设置有通光孔206。

两个活动尺架台205之间安装有水平杆301，水平杆301上水平设置有长条状开槽302；长条状开槽302内安装有高度可调节螺栓401，可调节螺栓401的下端焊接有前端通光固定管403，前端通光固定管403的后部安装有后端光线转向管402。

其中一个三角架201的后端安装有激光水平仪101，激光水平仪101的前端设置有发射孔102；另一个三角架201的后端安装有控制器503，探井的内壁上安装有侧墙横立支架502，侧墙横立支架502上安装有光敏传感器501；光敏传感器501的信号输出端通过数据线与控制器503相连通。

进一步，所述三角架201采用可升降架。

进一步，所述可调节螺栓401上设置有刻度指针405，前端通光固定管403和后端光线转向管402的中部均设置有通光小孔406。

进一步，所述后端光线转向管402内部安置有倾斜角度为45°的平面反光镜片404，平面反光镜片404的中心与两个通光小孔406中心的连线为同一直线。

下面结合工作原理对本实用新型的结构作进一步的描述。

以水平尺刻度端部为原点建立三维直角坐标系，水平尺方向为X，垂向为Z，水平面上与x轴向垂直的方向为Y。此时共可获得的数据包括水平尺读出的x值，水平激光发射孔102距离探井锁口的垂直距离为Z₀，探井锁口至所测光敏传感器501垂直距离Z₁、Z₂、Z₃……Z_n(已知)，光线转向管转过的角度α₁、α₂、α₃……α_n、值。通过公式Y＝(Z₀+Z_n)×tanα_n计算得测量点的Y值，至此可以测得所有标记点的(X、Y、Z)值。由于土体位移的作用，使得原始坐标系原点不是真实不动的点，因此有必要将原点换算为探井底部的基点D_n，设定D_n的坐标为(0、0、0)，然后将其他所有点均做相应变换(X-X_n、Y-Y_n、Z-Z_n)，即可获得各标记点的绝对坐标。

在探井侧壁垂向方向每隔相同的距离安装一光敏传感器501(根据测量精度设置间隔距离)，能够及时响应光敏传感器501受光照变化做出相应反映的控制器503。侧墙横立支架502的安装应严格按照预先设定的精度，从探井锁口处算起向探井底部方向每隔相同的垂直距离安装一个，侧墙横立支架502应该设定成不同的长度。具体先将侧墙横立支架502一端通过膨胀螺丝固定在探井侧壁，另一端通过卡扣将光敏传感器501固定，侧墙横立支架502的长度从井口向底部逐渐变化，俯视支架杆要错落分布，光敏传感器501端部不可相互遮挡，从顶部向底部依次编号D₁、D₂、D₃……D_n。在探井底部(稳定的基岩层)选定两个稳定的基点，同样分别安装一光敏传感器501，分别编号D_n-1、D_n。将所有光敏传感器501电缆线引至探井口并接入控制器503。控制器503对应每一个传感器都有相应的发光二极管显示，当光线照射到对应的传感器上后，对应的发光二极管会亮起，同时蜂鸣响起。

架设激光水平仪101及水平支架系统，在探井锁口一侧一个相对平整的区域，安放好激光水平仪101，微调使其能够发出水平激光射线。将两个小型三角支架分别架设在探井锁口两侧，水平杆301安置在活动尺架台205的固定槽里，打开水平激光射线，使激光射线能够同时透过两个活动尺架台205下端的通光孔206，此时表明水平杆301处于水平状态。将三角支架及激光水平仪101架设在固定的测量点上，水平调节三角支架稳定后打开激光水平仪101，使水平激光能够同时通过两个活动尺架台205底部的通光孔206。

安装光线转向管，将光线转向管通过活动螺栓活动安置在水平杆301中的长条开槽中，水平激光首先穿过固定通光管一端的通光小孔406，调节活动螺栓使光线能够穿过另外一端的通光小孔406，此时表明光线转向管处于水平状态，安装完毕。

水平杆301搭建在两个活动尺架台205对应的凹槽内，水平杆301受限于活动尺架台205保持水平状态，两侧有对应刻度，中部为一长条状的开槽。

后端光线转向管402将水平射进的光线进行垂直反射，前段通光固定管两端有两个通光小孔406与后端光线转向管402内部安置的45°平面反光镜片404的中心处于三点一线的状态。光线转向管通过螺钉搭设在水平杆301的长条形空槽上。与后端光线转向管402接洽的前段通光固定管末端，标记有一圈刻度，用于测量后端光线转向管402转过的角度。

激光水平仪101发出激光通过一个通光孔206及光线转向管上两个通光小孔406后照射到平面反光镜片404上后光线垂直进入探井，转动后端光线转向管402使光线照射在标记点上的光敏传感器501上。

测量过程，打开光敏传感器501、控制器503及激光水平仪101，激光射线从激光水平仪101射出，照射到光线转向管后端的平面反光镜后，射线转向探井，微调后段光线转向管，光线可在垂直入射光的平面内自由转动，不断调节光线转向管的位置及旋转角度，当激光照射到光敏传感器501原件上后感应显示器会有相应反应。此时记录光线转向管在水平尺上的位置(x值)，以及后端光线转向管402转过的角度(ɑ)，控制器503会显示光敏传感器501的代号，据此可查得探井锁口至光敏传感器501的垂直距离Zn，激光发射点距探井锁口的垂直距离Z₀，垂直距离Z＝Z₀+Z_n，其余标记点均照此步骤操作。

计算过程，各项数据在预设的计算机程序中会进行三步计算，第一步根据Z值及角度ɑ利用公式Y＝Z*tanɑ，计算得标记点的(x，y，z)值，该坐标值是以水平尺0刻度位置作为原点处理的。第二步对D_n-1和D_n两个基点进行误差验算，|X_Dn-1-X_Dn|≤允许误差值，且|Y _Dn-1-Y _Dn|≤允许误差值。第三步将所有标记点的坐标值转换为以探井底部不动点D_n作为原点D_n→(0,0,0)，D_n-1→(X_Dn-1-X _Dn，Y_Dn-1-Y _Dn，Z_Dn-1)，计算其余标记点的坐标值,D1→(X_D1-X_Dn，Y_D1-Y_Dn，Z_D1),D2→(X_D2-X_Dn，Y_D2-Y_Dn，Z_D2)……

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。