[發明專利]一種巖體孔內測桿扶正裝置及安裝方法

在審

• 申請號: 202011144626.1
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112160722A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 余美萬;向前;鄔愛清;張宜虎;范雷;羅榮;王帥;李玉婕;陳沖
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 楊宣仙

本發明提供了一種巖體孔內測桿扶正裝置及安裝方法。所述孔內測桿扶正裝置包括鉆設在巖體上的測孔，置于測孔內的測桿和護管，所述測桿底端安裝錨頭，測桿上安裝腔內填充輕質發泡材料或空氣的托浮柱，測桿、錨頭和托浮柱一起放入護管內，錨頭伸出護管，護管與錨體連接段密封，護管與測孔之間注水泥漿，護管內注滿清水，在測孔孔口安裝測桿扶正器，測桿與托浮柱重量之和與其產生的浮力相等，托浮柱使測桿懸浮在測孔中間。本發明采用置于護管內清水中的托浮柱產生的浮力將測桿托起，測桿居于測孔中間，使測桿不與護管壁接觸，整個接長測桿成直桿，解決了現有孔內長細測桿因重力作用彎曲與孔壁接觸產生摩擦阻力致使測孔底部巖體變形測值不準的問題。

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，涉及深部巖體變形監測，具體是一種巖體孔內測桿扶正裝置及安裝方法。

背景技術

目前巖體內深部變形通常采用測桿引出測點至地表孔口，安裝位移計測量，或直接用安裝在基準梁上的百分表、千分表或位移傳感器測量?？變葴y桿是在孔外將短測桿用螺母或絲扣對接連成大于孔深的接長測桿，用短護管套接連成長度與測桿相等的接長護管，測桿穿過護管，測桿底端接錨固頭，測管與錨固頭之間進行密封、固定，將測管、測桿一起送入孔底，在護管與孔壁之間灌水泥漿密封，在孔口安裝多點位移計或直接用百分表、千分表或位移傳感器測量深部巖體變形。

這種測桿安裝方式，在重力作用下孔內接長的長細測桿下沉、彎曲壓在護管內壁，因測桿和護管之間摩擦阻力的影響，接長測桿被護管內壁約束而不能自由的向前移動，在微小變形下普遍無測值，小變形下雖能測出變形但不準確，測得的荷載－變形曲線規律性較差。

發明內容

本發明根據現有技術的不足，提供一種巖體孔內測桿扶正裝置及安裝方法，該方法增加了充填輕質發泡劑或空氣的托浮柱，利用水的浮力將測桿懸浮于孔中，可以避免測桿與孔壁接觸，使測桿上無摩擦阻力，可以提高巖體變形測量的準確性。

為了達到上述技術目的，本發明提供了一種巖體孔內測桿扶正裝置，包括鉆設在巖體上的測孔和安裝在測孔內的測桿，其特征在于：所述扶正裝置還包括托浮柱、護管和測桿扶正器，所述測桿置于測孔內的端部設有錨頭；所述托浮柱為雙層圓環形的中空柱體結構，測桿插入托浮柱的內層中心孔內，在托浮柱的外層腔體內填充有輕質發泡材料或空氣；所述護管套設在托浮柱的外部，其內壁與托浮柱的外層壁之間設有注水腔，外壁與測孔巖壁之間形成注漿腔；所述測桿的錨頭伸出托浮柱和護管置于注漿腔內，且測桿伸出部位與浮柱和護管之間均呈密封狀；所述測桿扶正器為設有測桿穿孔的密封蓋，在注漿腔中注滿水泥凈漿，并在注水腔內注滿清水后，將測桿扶正器安裝在測孔的孔口，所述測桿的外端從測桿穿孔伸出。

本發明進一步的技術方案：所述測孔是從巖體表面傾斜向下或鉛直向下鉆設的測孔，所述護管的外徑小于測孔的直徑，托浮柱的外徑小于護管的內徑。

本發明較優的技術方案：所述托浮柱的內、外層柱體均采用輕且硬質的塑膠；所述測桿和托浮柱在清水中產生的浮力等于測桿和托浮柱重量之和。

本發明較優的技術方案：所述護管端底設有密封居中環，錨頭穿過密封居中環，且通過密封膠密封，所述錨頭置于注漿腔通過凝固的水泥漿進行錨固。

本發明較優的技術方案：所述測桿穿孔置于測桿扶正器的中心位置，且直徑等于或大于測桿的外徑2～4mm；所述測桿穿孔和托浮柱的內層中心孔的中軸線在同一直線上。

為了達到上述技術目的，本發明還提供了一種上述巖體孔內測桿扶正裝置的安裝方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)根據施工圖紙測量放樣，用地質鉆機在巖體內鉆鉛直向下、傾斜向下的測孔，孔徑和孔向準確，成孔后根據需要清洗孔壁；

(2)在地表孔口將測桿內絲連接成長于測孔孔深的接長測桿，接長測桿從托浮柱中心孔穿過，在測桿底部安裝錨頭；