一種深孔地應力測試中空心包體的推送與定位裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及巖土工程測試技術，具體涉及一種深孔地應力測試中空心包體的推送與定位裝置。
【背景技術】
[0002]隨著人類對地下空間的開發(fā)與運用，地下工程已成為人類生存環(huán)境中不可或缺的組成部分。在地下工程的設計與施工過程中，原巖地應力水平直接決定著結構的支護設計、結構的斷面形式、施工方法等，準確測量原巖地應力水平是確保結構安全穩(wěn)定、進行支護設計優(yōu)化的必要條件。
[0003]目前，空心包體鉆孔應力解除法是測量地下工程原巖應力最常用的方法之一。采用該方法進行地應力測試時，將包體安全進入小孔并準確測量包體安裝方位直接決定測試的精度與成敗。當測試孔深較小時，推送桿的相對剛度較大，能夠較好地控制包體的旋轉方位，避免包體導向桿觸碰大孔壁，確保其順利進入小孔；同時，測試孔軸線近似一直線，鉆孔造成的軸線彎曲引起的包體安裝空間角度變化可以忽悠不計。但是，隨著人類地下工程建造技術的提高，地下工程的埋深與斷面尺寸均不斷增加，埋深與斷面尺寸的增加必然導致測試孔深度的增加。隨著測試孔深的增加，推送桿的相對剛度減小，在推送過程中也會出現(xiàn)彎曲，安裝人員無法辯明小孔位置時，易使包體導向桿頂住大孔底部，造成固定銷折斷、膠粘劑擠出，致使測試失敗。同時，在深孔地應力測試中，鉆孔彎曲、推桿彎曲、包體旋轉均會造成包體空間方位與洞口間的差異，后續(xù)地應力計算過程中包體安裝的空間方位不易確定，造成測試結果的不準確。因此，開發(fā)一種深孔應力解除地應力測試的包體推送與定位裝置具有較高的工程運用價值。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是在于針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種深孔地應力測試中空心包體的推送與定位裝置。
[0005]—種深孔地應力測試中空心包體的推送與定位裝置，包括定位桿，定位桿的前端的頂部設置有頂部定位槽，定位桿的前端的兩側分別設置有水平定位槽，兩個水平定位槽位于水平平面，定位桿的底部設置有包體線纜定位槽，定位桿從前端到后端依次設置有第一組定位支撐和第二組定位支撐，第一組定位支撐和第二組定位支撐均包括一個頂部定位支撐和至少兩個底部定位支撐，第一組定位支撐的頂部定位支撐和第二組定位支撐的頂部定位支撐均位于同一垂直平面，定位桿的前端還設置有攝像頭，定位桿上還水平設置有三維電子羅盤，定位桿的后端連接有若干個推送桿。
[0006]如上所述的第一組定位支撐和第二組定位支撐上的頂部定位支撐和底部定位支撐均防磁化不銹鋼鋼筋彎曲而成，彎曲部分均采用弧面過渡，第一組定位支撐和第二組定位支撐上的頂部定位支撐和底部定位支撐與定位桿的連接面均為與定位桿外壁輪廓適配的圓弧面。
[0007]如上所述的第一組定位支撐和第二組定位支撐上的底部定位支撐均為2個，底部定位支撐且與同組的頂部定位支撐呈120夾角。
[0008]如上所述的推送桿兩端分別設置有推送桿公頭和推送桿母頭，推送桿公頭設有推送桿定位卡槽及可滑動螺帽，推送桿母頭內部設有與推送桿定位卡槽適配的推送桿定位卡銷，推送桿母頭的外部設有與可滑動螺帽匹配的外螺紋。
[0009]如上所述的推送桿公頭為圓筒狀，推送桿定位卡槽沿推送桿公頭縱向方向設置在推送桿公頭的外壁，推送桿定位卡銷設置在推送桿母頭的內壁。
[0010]如上所述的定位桿的后端設置有與推送桿母頭的外螺紋適配的內螺紋槽孔，與定位桿的后端連接的推送桿的推送桿母頭設置在內螺紋槽孔內，定位桿-推送桿定位螺釘依次穿過定位桿和推送桿母頭進行定位。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果:
[0012]1、支撐采用不銹鋼鋼筋彎曲而成，彎曲部位均采用圓滑過渡，防止被碎石或巖體交界面卡住，提高支架在洞壁上的滑動性與通過性，提高包體推送效率。同時，兩組支撐結構簡單、易于加工、連接剛度大、穩(wěn)定性好，有利于居中包體且可保證推送過程中包體旋轉角的穩(wěn)定，避免包體觸碰孔壁而損壞并能提高進上孔效率。
[0013]2、推送桿同時采用卡槽與螺紋連接，具有較高的環(huán)向旋轉剛度與軸向拉伸剛度，能夠適應深孔測試條件，確保后續(xù)擠膠過程推力的穩(wěn)定；同時，包體頂部定位槽-頂部定位支撐-羅盤堅向連接螺釘-一號搶著桿連接螺栓-推送桿卡銷位于一條直線，在包體在推送過程中，保證了包體旋轉方位的穩(wěn)定。
[0014]3、通過自發(fā)光攝像頭確定包體導向桿與小孔的相對位置，使包體順利進入小孔中，能夠避免因無法判別導向桿與小孔的相對位置，盲目推送使導向桿觸碰大孔底膠體被擠出，導致測試失敗。
[0015]4、采用三維電子羅盤來確定包體實際安裝空間方位，改進了以往假定孔壁平直方法的不精確性，提高了深孔地應力測試時的精度。
【附圖說明】
[0016]圖1為包體推送定位裝置整體圖；
[0017]圖2 (a)為定位支撐主視結構圖；
[0018]圖2 (b)為定位支撐側視結構圖；
[0019]圖3為定位桿結構圖；
[0020]圖4 (a)為三維電子羅盤定位平臺主視結構圖；
[0021]圖4 (b)為三維電子羅盤定位平臺側視結構圖；
[0022]圖4 (c)為三維電子羅盤定位平臺俯視結構圖；
[0023]圖5為推送桿結構圖。
[0024]其中，1-定位桿，2-第一組定位支撐，3-第二組定位支撐，4-三維電子羅盤，5-三維電子羅盤定位平臺，6-攝像頭，7-1號推送桿，8-頂部定位槽，9-水平定位槽，10-定位桿-推送桿定位螺釘，11-推送桿定位卡槽，12-可滑動螺帽，13-空心包體，14-小孔，15-大孔，16-包體線纜定位槽，17-包體導向桿，18-大孔底壁，19-頂部定位支撐，20-底部定位支撐，21-支撐與定位桿的連接面，22-支撐定位螺釘，23-羅盤平臺水平螺釘，24-羅盤平臺豎向螺釘，25-羅盤定位螺釘，26-推送桿公頭，27-推送桿母頭，28-推送桿定位卡銷。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例和附圖對實用新型作進一步的說明。
[0026]實施例1:
[0027]—種深孔地應力測試中空心包體的推送與定位裝置，包括定位桿1，定位桿1的前端的頂部設置有頂部定位槽8，定位桿1的前端的兩側分別設置有水平定位槽9，兩個水平定位槽9位于水平平面，定位桿1的底部設置有包體線纜定位槽16，定位桿1從前端到后端依次設置有第一組定位支撐2和第二組定位支撐3，第一組定位支撐2和第二組定位支撐3均包括一個頂部定位支撐19和至少兩個底部定位支撐20，第一組定位支撐2的頂部定位支撐和第二組定位支撐3的頂部定位支撐均位于同一垂直平面，定位桿1的前端還設置有攝像頭6，定位桿1上還水平設置有三維電子羅盤4，定位桿1的后端連接有若干個推送桿。
[0028]第一組定位支撐2和第二組定位支撐3上的頂部定位支撐19和底部定位支撐20均防磁化不銹鋼鋼筋彎曲而成，彎曲部分均采用弧面過渡，第一組定位支撐2和第二組定位支撐3上的頂部定位支撐19和底部定位支撐20與定位桿1的連接面21均為與定位桿1外壁輪廓適配的圓弧面。
[0029]第一組定位支撐2和第二組定位支撐3上的底部定位支撐20均為2個，底部定位支撐20且與同組的頂部定位支撐19呈120夾角。
[0030]推送桿兩端分別設置有推送桿公頭26和推送桿母頭27，推送桿公頭26設有推送桿定位卡槽11及可滑動螺帽12，推送桿母頭27內部設有與推送桿定位卡槽11適配的推送桿定位卡銷28，推送桿母頭27的外部設有與可滑動螺帽12匹配的外螺紋。
[0031]推送桿公頭26為圓筒狀，推送桿定位卡槽11沿推送桿公頭26縱向方向設置在推送桿公頭26的外壁，推送桿定位卡銷28設置在推送桿母頭27的內壁。
[0032]定位桿1的后端設置有與推送桿母頭27的外螺紋適配的內螺紋槽孔，與定位桿1的后端連接的推送桿的推送桿母頭27設置在內螺紋槽孔內，定位桿-推送桿定位螺釘10依次穿過定位桿1和推送桿母頭27進行定位。
[0033]定位桿1采用防磁化不銹鋼鋼管，外徑可取30mm，內徑22mm，長度1.2m。前端開四個定位槽，包括1個頂部定位槽8，2個水平定位槽9，1個線纜定位槽16。定位槽(8、9)寬5mm，長35mm ;線纜定位槽16寬10mm，長20cm。定位桿1后端內徑與1號推送桿7的推送桿母頭27外徑適配，推送桿母頭27設置有外螺紋，推送桿母頭27上貫穿有定位孔，定位桿1設有與推送桿母頭27匹配的內螺紋及定位孔，定位桿-推送桿定位螺釘10穿過定位孔將定位桿1的端部和推送桿母頭27緊固。
[0034]第一組定位支撐2和第二組定位支撐3均采用外徑16