水平管幕挠度测试装置的制作方法

本实用新型涉及管幕变形监测设备，特别的，涉及一种水平管幕挠度测试装置。

背景技术：

在浅覆土、超浅覆土且地层软弱的条件下，水平管幕是隧道开挖最为重要的超前支护措施，水平管幕的挠度是控制隧道开挖安全行之有效的关键指标，在竖直基坑的深部土体位移测量中，测斜管竖直安装在土体中，测斜仪可以通过自重进入测斜管进行测量。水平管幕在施工时为防止钢管前端向下偏斜而影响后续管幕布内部的施工，钢管在顶入时一般会在洞口处以一定仰角打入土体，钢管在洞口处的高度会低于钢管前端的高度，布置在钢管中的测斜管也会出现前端高后端低(即洞口端低)的状态，测斜仪无法通过自身重力从洞口处进入测斜管。现有技术中，对于水平管幕，测斜仪的进管方式主要采用钢筋将测斜仪顶入测斜管，而地面设备一般通过底部通至洞口的施工竖井吊送至洞口处，施工竖井内径小，洞口施工空间有限，限制了洞口处钢筋的外露长度，造成钢筋接长困难，难以实现测斜仪的顶入操作，尤其是对于长度可达80米或以上的超长水平管幕，需要很长的钢筋，钢筋接长难度更大，影响了工程进度。因此，现有技术中需要一种方案来解决这个问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种水平管幕挠度测试装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种水平管幕挠度测试装置，包括测斜管1、转轮2、牵引绳3与定滑轮4，所述定滑轮固定在测斜管前端管内，所述转轮设置在测斜管后端管外，所述牵引绳的一个端头用于与水平测斜仪主体51(水平测斜仪5的导轮52卡入测斜管内壁的上下两条轴向导槽11中)的轴向一端连接，牵引绳的另一个端头先后绕过所述定滑轮的轮槽换向及转轮的轮槽换向后，并用于与水平测斜仪主体51的轴向另一端连接，所述转轮连接有转动驱动装置，转动驱动装置通过转轮带动牵引绳来回移动而实现水平测斜仪5在测斜管内的前进与后退。

进一步的，所述水平管幕挠度测试装置还包括对中架6，所述对中架固定在测斜管前端管内且位于定滑轮后侧(即与测斜管后端相对应的一侧)，所述对中架包括与测斜管内壁固连的支架61及设置在支架上的上导向环62与下导向环63，所述上导向环与下导向环的轴心线均沿与测斜管轴向平行的方向设置，所述牵引绳的另一个端头在绕进定滑轮的轮槽前先穿过上导向环或下导向环，牵引绳的另一个端头绕出定滑轮的轮槽后先穿过下导向环或上导向环、再绕过所述转轮的轮槽，从而用于与水平测斜仪主体51的轴向另一端连接，所述上导向环与下导向环均位于测斜管轴心线附近，使得牵引绳在来回移动的过程中始终位于测斜管的轴心线附近，进而防止水平测斜仪主体因自身重力向下偏斜而影响水平测斜仪的测量结果。

进一步的，所述支架61包括沿水平方向设置的与测斜管轴心线垂直相交的横杆611，及沿竖直方向设置的与斜管轴心线垂直相交的上竖杆612与下竖杆613，上竖杆612与下竖杆613上下对称分布在横杆两侧，横杆两个末端与测斜管内壁固连，上导向环62与下导向环63均固连在横杆的中点位置，上竖杆上端与测斜管内壁固连，上竖杆下端与上导向环固连，下竖杆上端与下导向环固连，下竖杆下端与测斜管内壁固连。

优选的，所述定滑轮在测斜管内的设置方式为：定滑轮的轴心线与测斜管的轴心线垂直相交。

进一步的，所述定滑轮轮槽的两槽壁之间连接有防止牵引绳从定滑轮轮槽滑出的防滑杆41。

进一步的，所述测斜管测斜管主体13和包括套接在测斜管主体前端的易焊材质的套筒12，套筒的最前端为封闭结构，所述定滑轮与对中架均固设在套筒内。

进一步的，所述水平管幕挠度测试装置还包括解缠装置7，所述解缠装置包括解缠拉绳71与解缠环，所述解缠环包括有两个用于供所述牵引绳穿过的主环72和一个用于连接解缠拉绳71的分环73，所述牵引绳的另一个端头在穿过所述上导向环之前先穿过一个主环，所述牵引绳的另一个端头在穿过所述下导向环之后再穿过另一个主环，然后再绕过所述转轮的轮槽，以用于与水平测斜仪主体的轴向另一端连接，所述解缠拉绳一端与解缠环的分环连接，另一端伸至测斜管后端的管外，解缠拉绳用于在将水平测斜仪主体与牵引绳连接之前将解缠环从测斜管内拉出而使牵引绳的两个自由端头解除缠绕。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型的水平管幕挠度测试装置只需一名操作人员即可完成全部测量操作，大大提高了测量效率，测量过程中牵引绳始终位于测斜管轴心线附近，减小了测斜仪主体的偏移，减小了测量误差，大大提高了超长管幕测量的可靠性。本实用新型的水平管幕挠度测试装置克服了牵引测量设备进入超长水平管幕、牵引绳索易缠绕、作业空间狭小等难题，安装方便、运行可靠，尤其适用管幕超长且作业空间小等情形下的挠度测量。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的水平管幕挠度测试装置主视图；

图2是本实用新型优选实施例的水平管幕挠度测试装置立体结构图；

图3是本实用新型优选实施例的解缠装置立体结构图。

图中：1-测斜管，11-轴向导槽，12-套筒，13-测斜管主体，2-转轮，3-牵引绳，4-定滑轮，41-防滑杆，5-水平测斜仪，51-水平测斜仪主体，52-导轮，6-对中架，61-支架，611-横杆，612-上竖杆，613-下竖杆，62-上导向环，63-下导向环，7-解缠装置，71-解缠拉绳，72-主环，73-分环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图3的水平管幕挠度测试装置，包括测斜管1、转轮2、牵引绳3与定滑轮4，定滑轮固定在测斜管前端管内，转轮设置在测斜管后端管外，牵引绳的一个端头用于与水平测斜仪主体51(水平测斜仪5的导轮52卡入测斜管内壁的上下两条轴向导槽11中，)的轴向一端(右端)连接，牵引绳的另一个端头先后绕过定滑轮的轮槽换向及转轮的轮槽换向后，并用于与水平测斜仪主体51的轴向另一端(右端)连接，转轮连接有转动驱动装置，转动驱动装置通过转轮带动牵引绳来回移动而实现水平测斜仪5在测斜管内的前进与后退。本实施例中，转动驱动装置采用转动行程可控的伺服电机(图中未示出)。

本实施例的水平管幕挠度测试装置还包括对中架6，对中架固定在测斜管前端管内且位于定滑轮后侧(即与测斜管后端相对应的一侧)，对中架包括与测斜管内壁固连的支架61及设置在支架上的上导向环62与下导向环63，上导向环与下导向环的轴心线均沿与测斜管轴向平行的方向设置，牵引绳的另一个端头在绕进定滑轮的轮槽前先穿过上导向环，牵引绳的另一个端头绕出定滑轮的轮槽后先穿过下导向环、再绕过转轮的轮槽，从而用于与水平测斜仪主体51的轴向另一端连接，上导向环与下导向环均位于测斜管轴心线附近，使得牵引绳在来回移动的过程中始终位于测斜管的轴心线附近，进而防止水平测斜仪主体因自身重力向下偏斜而影响水平测斜仪的测量结果。

本实施例中，支架61包括沿水平方向设置的与测斜管轴心线垂直相交的横杆611，及沿竖直方向设置的与斜管轴心线垂直相交的上竖杆612与下竖杆613，上竖杆612与下竖杆613上下对称分布在横杆两侧，横杆两个末端与测斜管内壁固连，上导向环62与下导向环63均固连在横杆的中点位置，上竖杆上端与测斜管内壁固连，上竖杆下端与上导向环固连，下竖杆上端与下导向环固连，下竖杆下端与测斜管内壁固连。

本实施例中，定滑轮在测斜管内的设置方式为：定滑轮的轴心线与测斜管的轴心线垂直相交。

本实施例中，定滑轮轮槽的两槽壁之间连接有防止牵引绳从定滑轮轮槽滑出的防滑杆41。

本实施例中，测斜管包括测斜管主体13和套接在测斜管主体前端的易焊材质的套筒12，套筒的最前端(远离测斜管主体的一端)为封闭结构，定滑轮与对中架均固设在套筒内。

本实施例的水平管幕挠度测试装置还包括解缠装置7，解缠装置包括解缠拉绳71与解缠环，解缠环包括有两个用于供牵引绳穿过的主环72，及连接在两个主环之间的用于连接解缠拉绳71分环73，牵引绳的另一个端头在穿过上导向环之前先穿过一个主环，牵引绳的另一个端头在穿过下导向环之后再穿过另一个主环，然后再绕过转轮的轮槽，以用于与水平测斜仪主体的轴向另一端连接，解缠拉绳一端与解缠环的分环连接，另一端伸至测斜管后端的管外，解缠拉绳用于在将水平测斜仪主体与牵引绳连接之前将解缠环从测斜管内拉出而使牵引绳被理顺，进而使牵引绳的两个自由端头解除缠绕。

本实施例的施工步骤大致如下：

1)在套筒内固定安装定滑轮与对中架，穿设好牵引绳，并将牵引绳的两个自由端头分别穿过解缠环的两个主环，将套筒与第一段测斜管套接在一起，将测斜管逐段接长并安装至水平管幕的钢管中，使测斜管从钢管前端延伸至洞口处，在接长测斜管的过程中将牵引绳的两个自由端头及解缠拉绳末端依次拉出至洞口处。

2)钢管内注浆后，测斜管被固定住，将拉动解缠拉绳将解缠环从测斜管内拉出，解缠环拉出的过程中会将牵引绳理顺，防止牵引绳缠绕在一起。

3)将牵引绳的一个自由端头绕过转轮的轮槽，再牵引绳的两个自由端头分别与水平测斜仪主体轴向两端连接。

4)通过控制器控制伺服电机的行程，实现水平测斜仪在测斜管内的位置更换，进而测试不同位置处管幕的变形量，即挠度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。