一种一井定向联系测量钢丝悬挂装置的制作方法

1.本实用新型属于城市轨道交通工程一井定向联系测量技术领域，特别涉及一种一井定向联系测量钢丝悬挂装置。


背景技术：

2.城市轨道建设过程中，盾构或矿山法隧道常采用增设风井、竖井的方法为增加工作面，在小空间内进行盾构始发或隧道开挖工作。为指导盾构掘进和矿山法隧道开挖，需要通过联系测量的方法将地面坐标、方位传递至地下起算边。
3.一井定向测量：对于在风井、竖井等小空间条件下常采用一井定向联系测量方法将坐标传递至井下，作为盾构、矿山法隧道施工的测量依据。作业方法为：在竖井邻边位置搭设或焊接两个钢丝悬吊装置，在钢丝悬吊装置上悬挂钢丝，钢丝底部连接重锤并将重锤置于阻尼液中。待重锤稳定一定时间后，在地面和地下设站，完成后视定向，同时观测两根钢丝的角度和距离。按规范要求，联系测量应对钢丝进行三组独立的观测。
4.一井定向技术要求如下：如图1所示，其中c-gs1与c-gs2之间的夹角和gs1-gs2 与c-gs2之间的夹角均要求小于1
°
，c-gs1长度/gs1-gs2长度＜1.5，井下测量技术要求相同。为保证一井定向联系测量精度的可靠性，在有条件情况下多悬吊一根钢丝，组成双联系三角形，进行多余观测，如图2所示，要求c-gs1与c-gs3之间的夹角、gs1-gs3与c-gs3之间的夹角、c-gs2与c-gs3之间的夹角、gs2-gs3与c-gs3 之间的夹角均要求小于1
°
，c-gs1长度/gs1-gs3长度＜1.5，c-gs2长度/gs2-gs3 长度＜1.5。
5.现场实施过程中由于钢丝悬挂位置不当，导致近井点和较近钢丝的连线与近井点和较远钢丝的连线之间的夹角、两根钢丝的连线与近井点和较远钢丝的连线之间的夹角无法满足小于1
°
的技术要求，现场不断调整钢丝位置会造成测量占用竖井时间过长等问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种一井定向联系测量钢丝悬挂装置，结构简单合理，安装拆卸便捷，可重复利用，成本低廉，利于保证钢丝夹角，能同时悬挂多根钢丝，完成联系三角形、双联系三角形定向联系测量工作的钢丝悬挂装置。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
8.本实用新型提供了一种一井定向联系测量钢丝悬挂装置，包括基座、托架、支架、挂钩、限位球、三向挂钩；其中，
9.所述托架固定于所述基座上；所述支架包括横向支架和纵向支架，所述横向支架与纵向支架互相垂直，所述横向支架与所述纵向支架中间位置固定连接，所述支架呈十字形结构；所述横向支架架设于两个所述托架上；
10.所述横向支架底面安装有三向挂钩，所述三向挂钩上悬挂有横向支架钢丝；所述纵向支架内部为中空，所述纵向支架底面开设有滑行槽口，并沿所述滑行槽口开设有若干限位孔，所述限位球可在所述滑行槽口上移动，并限位于所述限位孔中固定，所述限位球底
部连接有挂钩，所述挂钩上悬挂有纵向支架钢丝。
11.作为优选，所述三向挂钩固定于所述横向支架底面中轴线上。
12.作为优选，所述纵向支架端头与所述横向支架上所述三向挂钩安装点的连线，与所述横向支架中轴线之间的角度小于1
°
。
13.作为优选，所述三向挂钩的任意挂钩通过圆环悬挂所述横向支架钢丝，所述横向支架钢丝上安装有两个反射贴片，所述横向支架钢丝下端通过圆环连接铅锤。
14.作为优选，所述滑行槽口沿所述纵向支架底部中轴线开设。
15.作为优选，所述挂钩通过圆环悬挂所述纵向支架钢丝，所述纵向支架钢丝上安装有两个反射贴片，所述纵向支架钢丝下端通过圆环连接铅锤。
16.作为优选，所述托架顶部设有u形槽，所述横向支架固定于两个所述托架的所述u形槽中。
17.作为优选，所述横向支架、托架内部均为中空，所述托架上设有观测窗口。
18.作为优选，所述基座通过固定螺栓固定于地面。
19.本实用新型具有如下有益效果：
20.1、本实用新型所述的一井定向联系测量钢丝悬挂装置，根据竖井大小，定制加工横向支架和纵向支架的尺寸，使纵向支架端头与横向支架上三向挂钩的安装点的连线，与横向支架中轴线之间的角度小于1
°
，因此现场纵向支架下悬挂的纵向支架钢丝和横向支架三向挂钩上的横向支架钢丝之间的连线与横向支架中轴线之间的角度必然小于1
°
。纵向支架关于横向支架对称布设，纵向支架两侧任意一侧悬挂的钢丝均可以较好的满足常规两根钢丝组成的一井定向联系测量对钢丝悬挂位置和角度的要求。
21.2、本实用新型所述的一井定向联系测量钢丝悬挂装置，纵向支架关于横向支架对称布设，纵向支架可同时悬挂两根钢丝，与三向挂构上的第三根钢丝组成双三角形，现场可同时观测三组钢丝，提高联系测量精度，减小误差。
22.3、本实用新型所述的一井定向联系测量钢丝悬挂装置，装置左端限位球带动钢丝在滑行槽口内自由移动并可固定在限位孔内，装置右端设有三向挂钩，此设置可以较好的满足现场多次测量钢丝而需要移动钢丝位置的需要。
23.4、本实用新型所述的一井定向联系测量钢丝悬挂装置，结构设计简单合理、安装拆卸便捷，钢丝夹角初次调整就位后，后续只需在纵向支架内侧移动限位球就能保证钢丝间夹角小于1
°
，节约竖井的占用时间，缩短整个联系测量时间，提高了测量效率，将钢丝悬挂随机性转变为固定性，保证测量精度、避免粗差，可以较好的克服现场复杂环境对钢丝悬挂质量的影响。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例的一些实施例。
25.图1为一井定向单联系三角形原理图；
26.图2为一井定向双联系三角形原理图；
27.图3为本实用新型实施例一井定向联系测量钢丝悬挂装置结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例中托架结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例中纵向支架结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1.基座；2.固定螺栓；3.托架；4.观测窗口；5.u形槽；6.横向支架；7.纵向支架；8.挂钩；9.圆环；10.滑行槽口；11.限位孔；12.反射贴片；13.纵向支架钢丝； 14.铅锤；15.三向挂钩；16.限位球；17.横向支架钢丝。
具体实施方式
32.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
33.本实施例提供了一种一井定向联系测量钢丝悬挂装置，如图3至图5所示，包括基座1、托架3、支架、挂钩8、限位球16、三向挂钩15；其中，托架3固定于基座1上，基座1通过固定螺栓2固定于地面。支架包括横向支架6和纵向支架7，横向支架6与纵向支架7互相垂直，横向支架6与纵向支架7中间位置固定连接，支架呈十字形结构；横向支架6架设于两个托架3上；横向支架6底面安装有三向挂钩15，三向挂钩15上悬挂有横向支架钢丝17；纵向支架7内部为中空，纵向支架7 底面开设有滑行槽口10，并沿滑行槽口10开设有若干限位孔11，限位球16可在滑行槽口10上移动，并限位于限位孔11中固定，限位球16底部连接有挂钩8，挂钩 8上悬挂有纵向支架钢丝13。
34.三向挂钩15固定于横向支架6底面中轴线上。纵向支架7端头与横向支架6上三向挂钩15安装点的连线，与横向支架6中轴线之间的角度小于1
°
。三向挂钩15的任意挂钩通过圆环9悬挂横向支架钢丝17，横向支架钢丝17上安装有两个反射贴片12，横向支架钢丝17下端通过圆环9连接铅锤14。
35.滑行槽口10沿纵向支架7底部中轴线开设。挂钩8通过圆环9悬挂纵向支架钢丝13，纵向支架钢丝13上安装有两个反射贴片12，纵向支架钢丝13下端通过圆环9连接铅锤 14。
36.托架3顶部设有u形槽5，横向支架6固定于两个托架3的u形槽5中。横向支架6、托架3内部均为中空；托架3上设有观测窗口4，避免因托架3的遮挡，妨碍观测横向支架钢丝17。
37.本实施例中，基座1、托架3、观测窗口4、u形槽5、横向支架6、纵向支架7、滑行槽口10、限位孔11、反射贴片12、纵向支架钢丝13、横向支架钢丝17、铅锤 14、限位球16，具体材质、形状、尺寸参数设计如下：
38.基座1为长方形钢板，长为200-300mm，宽为150-200mm，壁厚3-5mm；托架 3为钢立柱，高1200mm，截面为矩形，长为120mm，宽为80mm，壁厚3-5mm。观测窗口4为矩形，长为600mm，宽为60mm；u形槽5截面为矩形，长为140mm，宽为120mm，壁厚3-5mm；横向支架6为长钢管，长7000-8000mm,截面为矩形，长为100mm，宽为80mm，壁厚3-5mm；纵向支架7为长钢管，左右关于横向支架6对称，一边长为 160-180mm,截面为矩形，长为60mm，宽为80mm；滑行槽口10宽10mm；限位孔11 为圆形截面，圆形直径为12mm；反射贴片12为正方形，边长为40mm；纵向支架钢丝13、横向支架钢丝17的直径均为0.3mm；铅锤14为10kg重锤；限位球16为规则不锈钢圆球，球形直径为16mm。
39.本实施例还提供了一种一井定向联系测量钢丝悬挂装置的使用方法，所述方法包括如下步骤：
40.步骤一，根据隧道掘进方向和竖井场地现场情况，综合选择装置安装位置。将基座1通过固定螺栓2固定在选定位置上。待基坑两侧托架3安装稳定后，将横向支架6整体放置于u形槽5内固定。
41.步骤二，在三向挂钩15上通过圆环9悬吊1根横向支架钢丝17，横向支架钢丝 17直径为0.3mm，横向支架钢丝17上、下部适宜观测位置分别贴有反射贴片12，下端系有10kg铅锤14，铅锤14浸没在盛有阻尼液的油桶内。
42.步骤三，根据测量方案要求，纵向支架7两端悬挂一根或者两根纵向支架钢丝 13。常规联系三角形联系测量方案：纵向支架7任意一端通过限位球16连接的挂钩 8上悬挂1根纵向支架钢丝13。或者，双联系三角形联系测量方案：纵向支架7两端同时各通过限位球16连接的挂钩8上悬挂1根纵向支架钢丝13。纵向支架钢丝 13直径为0.3mm，纵向支架钢丝13上、下部适宜观测位置分别贴有反射贴片12，下端系有10kg铅锤14，铅锤14浸没在盛有阻尼液的油桶内。
43.步骤四，地面近井点应布设在横向支架6的中轴线上，且布设在本实施例装置的左侧，近井点和较近钢丝(纵向支架钢丝13)的距离/纵向支架钢丝13和横向支架钢丝17的距离＜1.5，井下控制点布设规则相同。
44.步骤五，铅锤14静止稳定后，井上、井下同时设站并进行后视定向和分别对纵向支架钢丝13、横向支架钢丝17距离和角度进行测量。第一测回完成后，检查近井点和纵向支架钢丝13连线与近井点和横向支架钢丝17连线之间夹角、纵向支架钢丝13和横向支架钢丝17连线与横向支架钢丝17和近井点连线之间夹角是否小于1
°
，以及近井点和较近钢丝(纵向支架钢丝13)的距离与纵向支架钢丝13和横向支架钢丝17的距离之比是否满足小于1.5的要求。当角度和距离不满足要求时，取下铅锤 14，装置左侧将限位球16从限位孔11中移出，通过滑行槽口10移动至下一处限位孔11，再次进行测量。当角度和距离均满足要求后，立即完成第一组钢丝测量剩余工作。
45.步骤六，取下纵向支架钢丝13、横向支架钢丝17下的铅锤14，装置左侧将限位球16从限位孔11中移出，通过滑行槽口10移动至下一处限位孔11，在纵向支架钢丝13下安装铅锤14，铅锤14浸没在盛有阻尼液的油桶内；装置右侧将横向支架钢丝17从三向挂钩15中一个挂钩上取下并移动至三向挂钩15中另一个挂钩上，在横向支架钢丝17下安装铅锤14。重复步骤五完成第二组、第三组钢丝测量工作。
46.步骤七，纵向支架钢丝13、横向支架钢丝17全部观测完成后，依次拆下铅锤 14，纵向支架钢丝13、横向支架钢丝17、支架，以备下次使用。
47.由以上技术方案可以看出，本实施例提供的一井定向联系测量钢丝悬挂装置，结构简单合理，安装拆卸便捷，可重复利用，成本低廉，利于保证钢丝夹角，能同时悬挂多根钢丝，完成联系三角形、双联系三角形定向联系测量工作的钢丝悬挂装置。
48.以上通过实施例对本实用新型实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本实用新型实施例的实施范围。本实用新型实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本实用新型实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型实施例技术方案的启发下，在本实用新型实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型实施例的专利涵盖保护范围之内。