一种冻土路基热棒快速定位装置及方法与流程

本发明涉及工程施工检测，特别是涉及一种冻土路基热棒快速定位装置及方法。

背景技术：

1、冻土在寒季就像冰一样冻结，随着温度的降低体积发生膨胀，建在上面的路基、钢轨、管道就会被“发胖”的冻土顶得凸起；到了夏季，融化的冻土体积缩小，路基、钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现，路基就会翻浆、冒泥，钢轨出现波浪形高低起伏，对铁路、公路运营安全造成威胁。目前，主要通过热棒来稳定冻土路基。

2、热棒又叫无芯重力式热管或热虹吸管，由一根密封的钢管组成，里面充以液态氮或其它工质，钢管的上部装有散热叶片，称之为冷凝段，置于大气中；钢管的下部埋入地基多年冻土中，称为蒸发段。当蒸发段存在温差时，蒸发段的液态氮吸热蒸发成气体，在气压差作用下沿管内空隙上升至冷凝段，与较冷的管壁接触放出汽化潜热，冷凝成液体，并在重力作用下，沿管壁流下。如此往复循环，将地层中的热量传输到大气中，从而降低多年冻土的地温，以防止多年冻土发生融化，从而达到稳定路基的目的。

3、安装热棒前，需要先在冻土路基中钻孔，然后将热棒掉入钻孔内，需要按设计要求将孔内热棒导正，在热棒的插入深度、垂直度检查合格后，再用支架固定热棒，最后回填热棒与钻孔孔壁之间的空隙。

4、目前，对于热棒的插入深度和垂直度工作的检查工作主要通过人工测量完成，不仅存在误差，而且效率低、人力成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种冻土路基热棒快速定位装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高热棒的定位效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种冻土路基热棒快速定位装置，包括：

4、棱镜对中杆，所述棱镜对中杆中的对中杆的底部沿长度方向设置有刻度线；

5、第一激光测距仪；

6、第二激光测距仪；所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪由上至下间隔设置在所述对中杆上，所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪分别与所述对中杆能够拆卸地连接；所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪均用于发射水平激光；且所述对中杆竖直时，所述第一激光测距仪的发射端和所述第二激光测距仪的发射端位于同一竖直面上；

7、安装在所述对中杆的顶端的gps接收机。

8、优选的，所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪分别通过卡扣与所述对中杆能够拆卸地连接。

9、本发明还提供一种冻土路基热棒快速定位方法，基于上述的冻土路基热棒快速定位装置，包括以下步骤：

10、(1)将棱镜对中杆立在需要设置热棒的冻土路基上，并观察对中杆上的水平气泡，调节所述对中杆，直到将所述对中杆调节在竖直状态；

11、(2)通过gps接收机测量所述冻土路基的顶面的海拔高度，并通过gps手簿观察测得的所述冻土路基的顶面的海拔高度，然后得到所述冻土路基上的待铺设的路面的设计海拔高度与所述冻土路基的顶面的海拔高度之间的差值；

12、(3)调节第二激光测距仪在所述对中杆上的位置，并观察所述对中杆上的刻度线，使得所述第二激光测距仪处于所述待铺设的路面的设计海拔高度；

13、(4)调节钻孔中的热棒，使得所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪所发射的激光均照射在所述热棒之上；所述第二激光测距仪照射在所述热棒与所述待铺设的路面的交叉处；

14、(5)根据所述热棒的垂直度的设计值、所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪之间的竖直距离计算出所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪的测量数值的差值的设计要求；然后调节所述热棒的垂直度，直到所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪的测量数值的差值的符合设计要求。

15、优选的，所述棱镜对中杆立在所述冻土路基的边缘。

16、优选的，所述热棒的垂直度的设计要求为竖直时，在步骤(5)中，只需调节至所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪的测量数值相等。

17、优选的，根据公式l＝d*tanα计算所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪的测量数值的差值l，其中，α为所述热棒的垂直度的设计值，d为所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪之间的竖直距离。

18、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

19、本发明的冻土路基热棒快速定位装置及方法提高了热棒插入垂直度的测量效率，进而提高了热棒的定位效率和垂直度控制效率。

技术特征：

1.一种冻土路基热棒快速定位装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冻土路基热棒快速定位装置，其特征在于，所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪分别通过卡扣与所述对中杆能够拆卸地连接。

3.一种冻土路基热棒快速定位方法，其特征在于，基于权利要求1或2所述的冻土路基热棒快速定位装置，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的冻土路基热棒快速定位方法，其特征在于，所述棱镜对中杆立在所述冻土路基的边缘。

5.根据权利要求3所述的冻土路基热棒快速定位方法，其特征在于，所述热棒的垂直度的设计要求为竖直时，在步骤(5)中，只需调节至所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪的测量数值相等。

6.根据权利要求3所述的冻土路基热棒快速定位方法，其特征在于：根据公式l＝d*tanα计算所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪的测量数值的差值l，其中，α为所述热棒的垂直度的设计值，d为所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪之间的竖直距离。

技术总结
本发明公开一种冻土路基热棒快速定位装置，涉及工程施工检测技术领域，包括：棱镜对中杆，棱镜对中杆中的对中杆的底部沿长度方向设置有刻度线；第一激光测距仪和第二激光测距仪由上至下间隔设置在对中杆上，第一激光测距仪和第二激光测距仪分别与对中杆能够拆卸地连接；第一激光测距仪和第二激光测距仪均用于发射水平激光和实时测距；安装在对中杆的顶端的GPS接收机。方法：(1)立棱镜对中杆；(2)获得上返高度值；(3)使得第二激光测距仪处于路面的设计海拔高度；(4)调节热棒，使两个激光都照射在热棒上；(5)调节热棒的垂直度。本发明的冻土路基热棒快速定位装置及方法提高了热棒定位的效率。

技术研发人员：邹汶牡,侯晓辉,李茜,殷胜光,程兴旺,黄增财
受保护的技术使用者：中交路桥建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13