一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪及其测量方法与流程

本发明涉及岩石工程勘察领域，特别涉及一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪及其测量方法。

背景技术：

地下水指的是赋存于地面以下岩石空隙中的水，在岩土工程勘察中，常常要对地下水进行水位深度的测量。通常情况下，在对地下水的水位深度的测量之前，常常需要对勘察地进行钻孔，增大岩石之间的间隙，之后将测量头伸入地下水中进行水位的测量，但是，在测量过程中，常常会遇到以下问题：

1、由于测量头进入水中会遇到一定的阻力，导致测量头的落点位置与预定位置之间存在偏差，从而使得放线的长度增长导致测量值的误差较大；

2、由于测量头下沉速度较快，当测量头下沉到钻孔最低端时，卷线筒由于惯性仍继续转动从而出现放线过多的情况，从而影响了后期水位高度值的测量情况。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明可以解决水位测量时，由于测量头进入水中会遇到一定的阻力，导致测量头的落点位置与预定位置之间存在偏差，从而使得放线的长度增长导致测量值的误差较大，由于测量头下沉速度较快，当测量头下沉到钻孔最低端时，卷线筒由于惯性仍继续转动从而出现放线过多的情况，从而影响了后期水位高度值的测量情况等难题。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪，包括支撑架、回拉装置、摇杆式卷线筒、测量绳线、漂浮标记物和重力减阻头，所述的支撑架之间连有回拉装置，支撑架的上端通过轴承安装有摇杆式卷线筒，摇杆式卷线筒上缠绕有测量绳线，测量绳线的下端与重力减阻头相连，重力减阻头上放置有漂浮标记物，且漂浮标记物套设在测量绳线上。

所述的回拉装置包括滑动杆、气缸、挤压柱、卷线架和伸缩杆，滑动杆安装在支撑架的内部，滑动杆通过滑动配合的方式与挤压柱相连，挤压柱的右端通过气缸与支撑架相连，支撑架的后端通过伸缩杆与卷线架相连。

具体工作时，测量绳线缠绕在卷线架上，气缸带动挤压柱右移使得卷线架直径扩大使得缠绕在卷线架上的测量绳线长度增长，重力减阻头在测量绳线的牵引下回拉，回拉后的重力减阻头与孔位底端分离，重力减阻头在重力下自由垂落，挤压柱继续右移使得卷线架的直径开始缩小从而使得重力减阻头与孔位下端重新接触，回拉装置对下降后的重力减阻头起到位置矫正的作用，避免了重力减阻头下降时位置偏移从而增长了测量绳线的长度，导致测量值出现误差的情况。

所述的测量绳线上设有测量标记，且测量绳线的测量值从下往上逐渐增大。

所述的漂浮标记物包括操作框、漂浮泡沫、重力环、卡位机构、限位环和四个阻力架，操作框的外壁套设在漂浮泡沫内部，漂浮泡沫的下端设有重力环，操作框上设有卡位机构，操作框的内壁上端安装有限位环，且卡位机构位于限位环的外侧，操作框的内壁下端沿其周向均匀连有四个阻力架，具体工作时，漂浮标记物在漂浮泡沫的作用始终漂浮与水平面上，限位环对测量绳线的位置起到了矫正的作用，四个阻力架对经过的测量绳线进行防松处理，避免了测量绳线未拉紧导致读值出现误差的情况，卡位机构工作从而确定漂浮标记物与测量绳线之间的位置，方便了后期人员读值。

所述的操作框左右开设有两个滑动槽，操作框的内壁沿其周向均匀开设有四个斜滑槽，斜滑槽位于两个滑动槽的内部，斜滑槽从上往下为逐渐向外倾斜的结构。

所述的卡位机构包括一号架、内置弹簧、扣架、二号架和l型架，一号架通过滑动配合的方式与位于操作框左端的滑动槽内，一号架的上端右侧设有滑动框，且滑动框内通过内置弹簧与扣架相连，位于操作框右端的滑动槽通过滑动配合的方式与二号架相连，且二号架的上端左侧安装有l型架，具体工作时，人员相向按压一号架与二号架从而使得一号架与二号架对测量绳线的两端进行卡位，卡位机构的设置方便了后期人员可拿起本发明进行读值。

所述的阻力架的内端设有橡胶层，橡胶层上均匀设有抓紧爪，抓紧爪为弧形结构阻力架的外端设有滑动板，滑动板通过滑动配合的方式与斜滑槽相连，滑动板通过挤压弹簧与斜滑槽的下端相连。

所述的重力减阻头包括减阻头部和减阻抵住板，减阻头部的下端安装有减阻抵住板。

优选的，所述的挤压柱的直径由左右两侧向中部逐渐扩大，挤压柱上沿其周向均匀开设有连接滑槽，气缸的外壁包裹有防水罩，起到了防水的作用。

优选的，所述的卷线架包括收线架和弧形杆，相邻的收线架之间通过滑动配合的方式与弧形杆相连，收线架的内端设有连接滑块，且连接滑块通过滑动配合的方式与连接滑槽相连。

优选的，所述的一号架与二号架为结构、大小均一致的相同机构，且一号架与二号架之间相向布置，所述的一号架的下端右侧均匀设有卡齿，一号架通过复位弹簧与位于操作框左端的滑动槽相连，具体工作时，一号架与二号架相互卡紧使得卡齿卡在测量绳线上从而对测量绳线进行限位，此时，漂浮标记物与测量绳线之间的位置已确定。

优选的，所述的限位环为环形结构，且限位环的内腔从上往下腔径逐渐减小，从而对测量绳线的位置矫正，且限位环的内腔上均匀设有凹槽，且凹槽内设有滚动珠。

优选的，所述的减阻头部的下端为圆锥结构，减阻头部的上端为镂空框体结构。

优选的，所述的减阻抵住板的外壁上通过销轴均匀连有滚轮，滚轮的设置减小了与孔壁之间因摩擦产生的损伤，减阻抵住板上沿其周向均匀开设有减阻槽，且减阻槽的宽度从下往上逐渐减小，起到了对水流减阻的作用，提高了重力减阻头下降的稳定性。

此外本发明还提供了一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、钻孔：确定勘察地并通过打孔机对勘察地进行打孔，之后，人工将支撑架架设在孔位正上方；

s2、放线测量：将重力减阻头放入孔位上方，人员通过对摇杆式卷线筒的转动进行放线从而带动重力减阻头逐渐下沉，当重力减阻头与孔位底端接触时停止放线；

s3、防松处理：测量绳线在重力减阻头的牵引下穿过操作框，限位环与四个阻力架对经过的测量绳线进行防松处理；

s4、矫正处理：气缸带动挤压柱右移使得卷线架的直径逐渐扩大从而带动重力减阻头回拉，回拉后的重力减阻头与孔位底端处于分离状态，重力减阻头在重力的作用下自由垂落，挤压柱继续右移使得卷线架的直径开始缩小从而使得重力减阻头开始下降直到与孔位下端重新接触；

s5、读值：人工相向按压一号架与二号架从而确定漂浮标记物与测量绳线之间的位置，人员可将测量绳线拉起从而进行读值。

(三)有益效果

1、本发明所述的一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪，本发明采用减阻式的重力减阻头减小了水阻对重力减阻头下沉的影响，且通过回拉后下沉的方式将沉入水底的重力减阻头进行位置矫正，减小了落点位置与预定位置之间的偏差性，通过增大对下落的测量绳线的摩擦力度从而对测量绳线起到防松的作用，避免了放线过长导致测量值出现误差的情况；

2、本发明所述的一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪，本发明所述的回拉装置通过右移挤压柱对卷线架直径的改变从而将沉入水底的重力减阻头进行回拉与复位下沉，减小了落点位置与预定位置之间的偏差性；

3、本发明所述的一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪，本发明所述的漂浮标记物采用漂浮的方式始终与水平面相平，且四个阻力架通过摩擦力增大的方式延缓测量绳线下落速度从而起到了防松的作用；

4、本发明所述的一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪，本发明所述的重力减阻头下半部分的重量大于上半部分的重量，提高了重力减阻头下沉的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明支撑架与回拉装置之间的结构示意图；

图3是本发明重力减阻头的结构示意图；

图4是本发明图1的x向局部放大图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。

另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。

如图1至图4所示，一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪，包括支撑架1、回拉装置2、摇杆式卷线筒3、测量绳线4、漂浮标记物5和重力减阻头6，所述的支撑架1之间连有回拉装置2，支撑架1的上端通过轴承安装有摇杆式卷线筒3，摇杆式卷线筒3上缠绕有测量绳线4，测量绳线4的下端与重力减阻头6相连，重力减阻头6上放置有漂浮标记物5，且漂浮标记物5套设在测量绳线4上。

所述的重力减阻头6包括减阻头部61和减阻抵住板62，减阻头部61的下端安装有减阻抵住板62。

所述的减阻头部61的下端为圆锥结构，减阻头部61的上端为镂空框体结构，镂空框体结构的设计使得重力减阻头6下半部分的重量大于上半部分从而提高了重力减阻头6下降的稳定性。

所述的减阻抵住板62的外壁上通过销轴均匀连有滚轮，滚轮的设置减小了与孔壁之间因摩擦产生的损伤，减阻抵住板62上沿其周向均匀开设有减阻槽，且减阻槽的宽度从下往上逐渐减小，起到了对水流减阻的作用，提高了重力减阻头6下降的稳定性。

所述的测量绳线4上设有测量标记，且测量绳线4的测量值从下往上逐渐增大，方便了人员的读量。

所述的漂浮标记物5包括操作框51、漂浮泡沫52、重力环53、卡位机构54、限位环55和四个阻力架56，操作框51的外壁套设在漂浮泡沫52内部，漂浮泡沫52的下端设有重力环53，操作框51上设有卡位机构54，操作框51的内壁上端安装有限位环55，且卡位机构54位于限位环55的外侧，操作框51的内壁下端沿其周向均匀连有四个阻力架56，具体工作时，漂浮标记物5在漂浮泡沫52的作用始终漂浮与水平面上，限位环55对测量绳线4的位置起到了矫正的作用，四个阻力架56对经过的测量绳线4进行防松处理，避免了测量绳线4未拉紧导致读值出现误差的情况，卡位机构54工作从而确定漂浮标记物5与测量绳线4之间的位置，方便了后期人员读值。

所述的操作框51左右开设有两个滑动槽，操作框51的内壁沿其周向均匀开设有四个斜滑槽，斜滑槽位于两个滑动槽的内部，斜滑槽从上往下为逐渐向外倾斜的结构。

所述的卡位机构54包括一号架541、内置弹簧542、扣架543、二号架544和l型架545，一号架541通过滑动配合的方式与位于操作框51左端的滑动槽内，一号架541的上端右侧设有滑动框，且滑动框内通过内置弹簧542与扣架543相连，位于操作框51右端的滑动槽通过滑动配合的方式与二号架544相连，且二号架544的上端左侧安装有l型架545，具体工作时，人员相向按压一号架541与二号架544从而使得一号架541与二号架544对测量绳线4的两端进行卡位，卡位机构54的设置方便了后期人员可拿起本发明进行读值。

所述的一号架541与二号架544为结构、大小均一致的相同机构，且一号架541与二号架544之间相向布置，所述的一号架541的下端右侧均匀设有卡齿，一号架541通过复位弹簧与位于操作框51左端的滑动槽相连，具体工作时，一号架541与二号架544相互卡紧使得卡齿卡在测量绳线4上从而对测量绳线4进行限位，此时，漂浮标记物5与测量绳线4之间的位置已确定。

所述的限位环55为环形结构，且限位环55的内腔从上往下腔径逐渐减小，从而对测量绳线4的位置矫正，且限位环55的内腔上均匀设有凹槽，且凹槽内设有滚动珠，减小了测量绳线4与限位环55内腔之间的摩擦。

所述的阻力架56的内端设有橡胶层，橡胶层上均匀设有抓紧爪，抓紧爪为弧形结构，弧形结构的设计提高了抓紧爪与测量绳线4之间的抓附力，通过增大阻力从而对测量绳线4起到了防松的效果，阻力架56的外端设有滑动板，滑动板通过滑动配合的方式与斜滑槽相连，滑动板通过挤压弹簧与斜滑槽的下端相连，滑动板与斜滑槽之间配合滑动避免了抓紧爪误卡入测量绳线4内的情况。

所述的回拉装置2包括滑动杆21、气缸22、挤压柱23、卷线架24和伸缩杆25，滑动杆21安装在支撑架1的内部，滑动杆21通过滑动配合的方式与挤压柱23相连，挤压柱23的右端通过气缸22与支撑架1相连，支撑架1的后端通过伸缩杆25与卷线架24相连。

具体工作时，测量绳线4缠绕在卷线架24上，气缸22带动挤压柱23右移使得卷线架24直径扩大使得缠绕在卷线架24上的测量绳线4长度增长，重力减阻头6在测量绳线4的牵引下回拉，回拉后的重力减阻头6与孔位底端分离，重力减阻头6在重力下自由垂落，挤压柱23继续右移使得卷线架24的直径开始缩小从而使得重力减阻头6与孔位下端重新接触，回拉装置2对下降后的重力减阻头6起到位置矫正的作用，避免了重力减阻头6下降时位置偏移从而增长了测量绳线4的长度，导致测量值出现误差的情况。

所述的挤压柱23的直径由左右两侧向中部逐渐扩大，挤压柱23上沿其周向均匀开设有连接滑槽，卷线架24的直径可沿连接滑槽的轨迹先扩大后缩小，气缸22的外壁包裹有防水罩，起到了防水的作用。

所述的卷线架24包括收线架241和弧形杆242，相邻的收线架241之间通过滑动配合的方式与弧形杆242相连，收线架241的内端设有连接滑块，且连接滑块通过滑动配合的方式与连接滑槽相连，收线架241与弧形杆242之间为滑动关系从而使得卷线架24的直径可扩大、缩小。

此外本发明还提供了一种岩石工程勘察用漂浮式水位测量仪的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、钻孔：确定勘察地并通过打孔机对勘察地进行打孔，之后，人工将支撑架1架设在孔位正上方；

s2、放线测量：将重力减阻头6放入孔位上方，人员通过对摇杆式卷线筒3的转动进行放线从而带动重力减阻头6逐渐下沉，当重力减阻头6与孔位底端接触时停止放线；

s3、防松处理：测量绳线4在重力减阻头6的牵引下穿过操作框51，限位环55与四个阻力架56对经过的测量绳线4进行防松处理；

s4、矫正处理：气缸22带动挤压柱23右移使得卷线架24的直径逐渐扩大从而带动重力减阻头6回拉，回拉后的重力减阻头6与孔位底端处于分离状态，重力减阻头6在重力的作用下自由垂落，挤压柱23继续右移使得卷线架24的直径开始缩小从而使得重力减阻头6开始下降直到与孔位下端重新接触；

s5、读值：人工相向按压一号架541与二号架544从而确定漂浮标记物5与测量绳线4之间的位置，人员可将测量绳线4拉起从而进行读值。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。