本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种超长锚索成孔质量检测装置与检测方法，特别是涉及一种岩溶地区的超长锚索成孔质量检测装置与检测方法。
背景技术：
岩溶地区边坡锚索成孔时常出现卡孔、塌孔或者冒浆等难以钻进的特点，加上钻机在施工平台上作业容易反复上下振动，从而导致成孔质量不佳，钻孔偏离原有设计倾角和路径，这一病害问题增加了锚索的附加应力，对工程安全极为不利。目前，针对岩溶地区超长锚索成孔质量检测方法鲜有报道，一般工程单位在锚索成孔完成后未进行成孔质量检测，因岩土体内成孔深度深，难以检测亦或检测成本太高，这致使锚索下索后未在设计要求内工作，导致锚索超负荷工作而产生安全隐患和安全事故，同时也降低了锚索的使用寿命。部分报道中采用过gps定位的方法进入洞内检测，其缺点主要是洞内信号不稳定，容易出现信号无法接受的情况，而且岩溶地区洞内多有地下水容易破损机器，在岩溶地区并不适用。本发明研发了一种成本低，施工容易且精度高的检测手段，本发明装置和检测方法高度适用于岩溶地区超长锚索成孔质量检测，并在其他类似锚索成孔质量检测中适用。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，不发明的第一个目的是提供一种结构简单，信号稳定，成本低的岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置。
本发明的第二目的在于采用上述岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置，提供一种简单，检测准确的岩溶地区超长锚索成孔质量检测方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置，包括检测辅助装置、信息采集装置和数据处理装置；
检测辅助装置：包括套管、套管头、定滑轮和绳索；
所述套管内具有沿套管长度方向延伸的四条凹槽，所述四条凹槽沿套管周向均匀布置；
所述套管设置在锚索成孔内，并且所述四条凹槽中，两条凹槽处在竖直面上，两条凹槽处在水平面上；
所述套管头由圆锥状头部和柱状连接部组成，所述套管头通过柱状连接部与套管连接；
所述定滑轮通过连接杆固设在柱状连接部的端面；
信息采集装置：包括测斜仪和测试仪；
所述测斜仪的导向轮设置在凹槽中，所述绳索的一端固定连接测斜仪，另一端绕过定滑轮后伸出套管；
所述测斜仪的测斜传感器的信号输出端与测试仪的信号输出端连接；
数据处理装置的信号输入端与测试仪的数据输出端连接。
作为改进，所述套管由多段长度相等的套管段组成，每段套管段的端部上均具有用于相互连接的螺纹接口。
作为改进，所述套管为pvc材料制成。
作为改进，所述圆锥状头部为铸铁制成的实心结构。
作为改进，所述连接杆为两根，所述定滑轮设置在两根连接杆之间，并通过螺栓固定在两根连接杆上。
作为改进，还包括档杆，所述档杆的两端分别连接在两根连接杆上。
作为改进，所述测斜仪的底座上焊接有一个挂钩，所述绳索的一端连接在测斜仪的挂钩上，另一端绕过定滑轮后伸出套管。
为实现上述第二个目的，本发明采用如下技术方案：一种岩溶地区超长锚索成孔质量检测方法，其特征在于，采用上述的岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置，具体步骤如下：
s1：放入测斜仪为水平测斜仪，将测斜仪放入套管后，该初始位置为初始位置点，所述测试仪读到该初始位置点的坐标为(x1,y1)；
s2：拉动绳索位于套管外的一端，将测斜仪向锚索孔内侧拉动a米后，得到二号观测点，所述测试仪读取二号观测点的坐标(x2,y2)，则测斜仪向锚索孔内侧拉动
s3：设测斜仪初始放入初始位置点为基准点，基准点的坐标为(x′1,y′1)，x′1＝0，y′1＝0，测斜仪向锚索孔内侧拉动a米后，得到的二号测试点(x′2,y′2)，测斜仪向锚索孔内侧拉动
s4：所述数据处理装置采用公式(1)和公式(2)计算得到的n号测试点(x′2,y′2)的横纵坐标值分别为：
x′n＝x′n,1＝xn-x1(1)；
y′n＝y′n,1＝yn-y1(2)；
s5：所述数据处理装置采用公式(3)和公式(4)计算得到的n号测试点(x′2,y′2)的横纵坐标值分别为：θ
其中，θ表示测斜仪的偏转角度，通过测试仪读取其值；
s6：所述数据处理装置采用公式(5)和公式(6)分别对n号测试点(x′2,y′2)的横纵坐标值进行优化，得到n号测试点横纵坐标值的准确值，从而得到n号测试点的准确坐标；
其中，相邻两个测试点的间隔为a米，因此，l＝a；
s7：所述数据处理装置根据优化后的所有测试点的准确坐标绘制成坐标图，则可测出锚索孔的方位，从而达到检测锚索孔成孔是否合格的目的。
与现有技术相比，本发明至少存在如下有益效果：
1、本发明提供的岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置结构简单，组装方便，检测成本低，更重要的是，信号传输采用线缆，信号传输稳定，避免传输信号容易丢失的问题。
2、本发明提供岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置适用于岩溶地区成孔检测，本发明在套管前设置铸铁套管头，能增强端部强度和刚度，利于套管进入岩溶破碎地区。
3、本发明提供岩溶地区超长锚索成孔质量检测方法数据优化方法简单，计算步骤少，从而计算耗时少，计算误差小，同时对工作人员的操作要求低，最后输出锚索成孔的坐标图，锚索成孔质量合格与否非常直观。
附图说明
图1为本发明岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置的使用状态图。
图2为套管头的结构示意图。
图3为套管的结构示意图。
图4为套管的横截面图。
图5为测斜仪的结构示意图。
图6为检测辅助装置正视结构示意图。
图7为检测辅助装置俯视结构示意图。
图8为岩溶地区超长锚索成孔质量检测方法的原理图。
图9为实施例3中锚索孔的走向图。
图中，1-岩质边坡，2-锚索孔，3-套管头、4-套管、5-绳索、6-测斜仪、7-测试仪、8-圆锥状头部、9-柱状连接部、10-连接杆、11-定滑轮、13-螺纹接口、14-凹槽、15-测斜传感器、16-导向轮、17-挂钩、18-电缆19-螺栓20-挡杆。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1-图7，一种岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置:包括检测辅助装置、信息采集装置和数据处理装置；
检测辅助装置：包括套管4、套管头3、定滑轮11和绳索5；
所述套管4内具有沿套管4长度方向延伸的四条凹槽14，所述四条凹槽4沿套管4周向均匀布置，即套管4的横截面上，相邻两个凹槽到圆心的连线，形成的夹角为90°。
所述套管4设置在锚索成孔内，并且所述四条凹槽14中，两条凹槽14处在竖直面上，两条凹槽14处在水平面上；相对两条凹槽14的连线一条为水平状态，一条为竖直状态。作为优化，所述套管4由多段长度相等的套管段组成，每段套管段的端部上均具有用于相互连接的螺纹接口13。为了安装方便，相邻两个套管段之间采用螺纹连接。每个套管段内均具有四条沿套管段长度方向延伸的凹槽14、所述四条凹槽4沿套管段周向均匀布置，即相邻两个凹槽对应的中心角为90°，相邻两个套管段内的四个凹槽一一对应，并且相互对齐。
作为改进，所述套管4为pvc材料制成，pvc材料具有防腐防潮的作用，而且经济实惠。
所述套管头3由圆锥状头部8和柱状连接部9组成，所述套管头3通过柱状连接部9与套管4连接，柱状连接部9上具有螺纹接口，所述套管头3通过柱状的连接部9与套管4螺纹连接，方便安装。
所述圆锥状头部8为铸铁制成的实心结构。其作用能够有助于套管在钻孔内进入，其一有一定的重量，便于套管向斜下方进入，其二铸铁有一定的刚度和强度，能够保证与岩体接触不变形不破坏。
所述定滑轮11通过连接杆10固设在柱状连接部的端面；即定滑轮11位于套管4内，定滑轮11的直径为10厘米；作为改进，所述连接杆10为两根，所述定滑轮11设置在两根连接杆10之间，并通过螺栓19固定在两根连接杆10上。还包括档杆20，所述档杆20的两端分别连接在两根连接杆10上。挡杆20的设置，将绳索限定在定滑轮11与连接杆10之间的缝隙中，限制了绳索5的摆动，尽可能的防止绳索5脱离定滑轮。
信息采集装置：包括测斜仪6和测试仪7；
所述测斜仪6的导向轮16设置在凹槽14中，凹槽14在此处相当于测斜仪6运动的轨道，避免测斜仪6在运动的过程中晃动，从而降低检测的精度，增加检测误差，所述绳索5的一端固定连接测斜仪6，另一端绕过定滑轮11后伸出套管4；
所述测斜仪6的测斜传感器15的信号输出端与测试仪17的信号输出端连接；测斜传感器15的信号输出端通过电缆18与测试仪17的信号输出端连接。
作为改进，所述测斜仪6的底座上焊接有一个挂钩17，所述绳索5的一端连接在测斜仪6的挂钩17上，另一端绕过定滑轮11后伸出套管4。为了防潮和使用时间更长，所述挂钩最好采用钢制材料制成。
数据处理装置的信号输入端与测试仪17的数据输出端连接。
实施例2：参见图8，采用实施例所述的岩溶地区超长锚索成孔质量检测装置，具体步骤如下：
s1：放入测斜仪为水平测斜仪，将测斜仪放入套管4后，该初始位置为初始位置点，所述测试仪7读到该初始位置点的坐标为(x1,y1)；
s2：拉动绳索5位于套管4外的一端，将测斜仪7向锚索孔内侧拉动a米后，得到二号观测点，所述测试仪7读取二号观测点的坐标(x2,y2)，则测斜仪7向锚索孔内侧拉动
s3：设测斜仪7初始放入初始位置点为基准点，基准点的坐标为(x′1,y′1)，x′1＝0，y′1＝0，测斜仪7向锚索孔内侧拉动a米后，得到的二号测试点(x′2,y′2)，测斜仪7向锚索孔内侧拉动
s4：所述数据处理装置采用公式1和公式2计算得到的n号测试点(x′2,y′2)的横纵坐标值分别为：
x′n＝x′n,1＝xn-x1(1)；
y′n＝y′n,1＝yn-y1(2)；
s5：所述数据处理装置采用公式3和公式4计算得到的n号测试点(x′2,y′2)的横纵坐标值分别为：θ
其中，θ表示测斜仪的偏转角度，通过测试仪读取其值；因测斜仪内部有个重力传感器，原理始终垂直朝下，当测斜仪发生偏转，能反映重力传感器和测斜仪偏转的角度。
s6：所述数据处理装置采用公式5和公式6分别对n号测试点(x′2,y′2)的横纵坐标值进行优化，得到n号测试点横纵坐标值的准确值，从而得到n号测试点的准确坐标；
其中，相邻两个测试点的间隔为a米，因此，l＝a；
s7：所述数据处理装置根据优化后的所有测试点的准确坐标绘制成坐标图，则可测出锚索孔的方位，从而达到检测锚索孔成孔是否合格的目的。
实施例3：采用实施例2的方法对冰雪大世界基坑高陡边坡锚索成孔进行检测，对其实测数据加以处理分析得到锚索孔的走向图如9。
从图9可以看出，锚索孔走向图大约是15°左右，与锚索钻孔设计要求12°接近。虽然钻孔存在上下摆动的情况，这与岩溶地质导致钻头卡钻，停钻后容易发生偏移有关。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当明白，对技术方案进行修改或是替换，而不脱离技术方案的宗旨与范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。