专利名称：地下竖井内部形状尺寸探测装置的制作方法
技术领域：
实用新型是对城市地下竖井的測量装置的改进，尤其涉及ー种适用于地下竖井形状尺寸探測的探測装置。
技术背景随着城市建设、城市规划、企业改扩建以及公用事业的发展，地下管线资料已经成为必不可少的施工及管理依据。然而由于许多地下管线埋设年代已久，并且由于种种原因致使管线资料缺失、陈旧、不完整乃至不准确，使地下管线的统ー规划、故障检修、合理使用以及基本建设均受到影响，特别是在开挖施工中，因地下管线资料不详而导致供水、供电、供气及通信等管线遭到不同程度的损坏，既影响了生产、危及了人身安全，又造成了巨大的经济损失，更给城市规划、公用事业建设、企业改扩建、人们日常生活、生产运行以及管线检修带来困难。通过地下管线普查，查清地下管线的现状，建立完整、准确、科学的地下管线信息管理系统，全面、系统、准确地掌握了地下管线的现状，才能够为合理利用地下空间、地下与地面工程规划、设计、施工与管理提供完整的基础数据，并使地下空间与地面建设协调构成有机整体，真正实现地下管线动态管理。现代城市管线的施工方法多种多样，顶管施工是常用的手段。其中顶管施工完成后留下的工作井(竖井)一般深埋在地表以下，地下竖井体积庞大且地面井口较小。传统探測工具如花杆、米尺之类的管线测量工具，无法触及地下竖井的井壁，因此，无法测得地下竖井的尺寸数据(竖井平面尺寸和大小)。加之沉降、变形等因素的影响，不仅原设计资料參考价值意义不大，而且导致地下竖井尺寸数据收集难度很大。现有技术虽有采用探测雷达，可以测得所需数据(例如井体内部尺寸、形状等)。但探测雷达，不仅价格昂贵，体积庞大，携帯不便，而且又容易损坏，维护成本高，造成測量成本较高。中国专利CN201262322地下井中管道潜探仪，由接收摄像装置视频信号的监控器和探測装置构成，探測装置由一体安装的定位装置、摄像装置、照明装置组成，探測装置通过传输线与监控器相连接，在探測装置底端安装有一探测杆，在该探测杆上部还安装有一水平仪。但其为电子、光学组成设备，不仅价格昂贵，而且配件多，笨重，携帯不便，需要专人使用和定期养护。上述不足仍有值得改进的地方。

实用新型内容实用新型目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构和操作简单，携帯方便，造价低廉，适用于地下竖井形状及尺寸探測的地下竖井内部形状尺寸探測装置。实用新型目的实现，主要改进是采用两根杆(管)活动铰接可在铰接处弯折的测杆，杆(管)两外端(非铰接端)均有加长连接接ロ，分别用于连接堵头或者加长测量杆，上测杆上部有下测杆弯折方向指示，杆身(例如外壁)上有若干纵向相间用以穿测绳的环ロ，一绳索穿过上测杆各环ロ，下端与下测杆端部连接，从而克服现有技术的不足，实现实用新型目的。具体说，实用新型地下竖井内部形状尺寸探測装置，包括测杆，其特征在于至少有ニ根測量直杆通过铰接相连并可以在铰接处折起，上下测量杆外端头各有加长连接接ロ，其中上测杆上部有下测杆折起方向指示，杆身上有纵向限制拉绳的环ロ或导管，其中环ロ或导管最下端在铰接上部，ー拉绳通过穿过上测杆上环ロ或导管，并与下测杆外端部连接，通过上部拉动拉绳使下测杆在铰接处折起。在详细说明前，先通过对发明能够若干纵向相间用以穿拉绳的环ロ，达到的基本功能及效果作一介绍，以使本领域技术人员对本专利发明总体构思技术方案及达到的基本技术效果有一个明确了解。实用新型探測装置，基本原理为将两段铰 接下段可折起的测量杆竖直插入需测量井中，通过拉动连接下部测杆的测绳，使下测杆抬起触及井壁，得到拉绳提起变化长度，再通过三角函数计算得到当前点当前方向到井壁的水平距离。转动测杆角度，重复前述测量，可得到当前点各个方向上到井壁的水平距离，这样便可得到地下竖井截面形状和直径大小(其原理是由ー个中心发射出无数条线，把各条线端点连接起来就是其截面形状，点数越多为越接近圆形的多边形)。实际测量过程中，先将ー个对中盘放在井ロ，尽可能使测杆在井口中心，将铰接测杆穿过对中盘放入井下，对中盘面用管钳(还可以是其他方式)固定测杆，使其不再上下左右移动，轻轻提拉拉绳，直至提不动为止，记下拉绳提拉上来的距离d，通过平面几何计算出当前点在平面上投影到井壁的投影距离(横向水平距离)。实际测量时可能有4种情况1、上部和下部长度都正好；2、下部长度太短，折起触不到井壁；3、上部长度太短，还没有穿过井口狭长区域；4、上部和下部长度都不够。对于第I种情况，放到合适位置后，拉动拉绳，使下测杆抬起，拉到拉不动为止，记下拉绳提起长度，如果长度变化小于下部测杆总长，说明已经够到井壁了，这样通过三角函数计算可以得出当前点当前方向到井壁的水平距离；转动测杆(转动管钳)，同理可测出各个方向上当前点在平面上投影到井壁的投影水平距离，最終得到井体截面在平面上的投影尺寸、大小与范围，转动角越小测得井体截面越精确。探測点方向由测杆上部方向指示给出。如果测绳变化长度大于下部测杆总长，则说明下部测杆太短未能碰到井壁，则是第2种情况，则将测杆从井中取出，在下测杆端部加上加长杆，同时将拉绳连接移至加长杆端部(最好是端头)，反复多次，直到下测杆抬起能够触及到井壁，按前述方法，测出当前点各个方向到井壁的水平距离。如果是第3重情况，则在上测杆上端部接上加长杆，这是测绳必须穿过上部加长杆上铁环，測量方法同I。如果是第4种情况，就结合第2、3种情况解决方法解決。本发明中铰接上下测量杆，可以是实心杆，也可以是空心管，并且根据井体深浅及直径大小，可分别和/或同时增加上下测杆(管)长度。根据大部分井井ロ深度及直径，初始上杆长度以I米左右为好，下杆长度以O. 9米左右为好。技术人员清楚，其长度仅是ー种较通用取值，因此不能理解为精确绝对值，改变长度并不是不可以。测量杆，其中一种较好为空心管状杆，可以在铰接处管内分别放置磁铁(也可以是ー块磁铁一块铁质)，这样通过磁铁吸カ可以保持铰接测量杆在插入测量开始时呈直线，以提高測量精度。当然两根杆铰接，为保证伸入井中时呈直线，还可以采用其他方式，例如用外套管定位，在下伸井中后通过另行拉绳将套管拉离铰接处，也可以达到同样技术效果，此外还可以有其他方式(例如夹紧式铰接)保持铰接杆插入井中时呈直线，此有多种方法。[0012]上下两根测量杆铰接，主要功能是使下测量杆伸入井体后能依铰接点抬起改变角度，以便测量得到伸入点到井壁距离。根据此功能，其铰接方式不限可以有多种，只要能折起的铰接均可以，此属于现有技木。上下测量杆外端头各有加长连接接ロ，主要用于在长度不够时的加长连接，理论上只要连接固定不掉落的连接方式均可采用，例如螺纹接ロ或转动锁定插ロ(例如类似灯头插ロ)或类似鱼杆加长紧配合插ロ等。上测量杆身上有纵向限制拉绳的环ロ或导管，主要用于对拉绳单向定位，以便于精确计量測量下杆抬起角度时拉绳子提起距离。其中环ロ或导管最下端在铰接处上部，主要是在拉起下測量杆时形成ー个三角，这样容易通过拉动拉绳抬起下测量杆，避免在铰接处位置存在死角，拉不起下铰接的下测量杆，三角越大拉起越容易，试验只要抬起IOcm以上形成三角的就可以拉起下测量杆，因此，只需将环ロ或导管最下端在铰接上部至少IOcm 以上就可以。按此功能，其若干环ロ还可以一短管代替，或上測量杆采用中空管，在管身上开ー小孔，拉绳子由管中穿过，由小孔穿着出，它们者具有基本相同技术效果。铰接下部测量杆(包括下部加长测量杆)则不需要环ロ，只需将拉绳与下测量杆最外端处连接即可，其中较好是直接连接在最外端，否则在计算时还要加拉绳子至下测量杆最外端距离(如果不是连接端头，计算时还应加上距端头距离)，増加了计算麻烦和可能出现的误差。此外为提高加长杆的通配性，加长杆较好有不同长度多种配套。其中用于上测量杆的加长杆身上同样需有纵向间隔环ロ。为简便使测量杆插入时对中，一种较好再配置有放置井口听对中盘，对中盘中心有插杆孔，下部较好采用喇叭形的腿，以提对不同大小井口的通用性。实用新型地下竖井内部形状尺寸探測装置，相对于现有技木，由于采用简单两杆可加长的测量杆铰接，并由拉索在上部拉起下铰接测量杆使其触壁，从而通过拉索提起长度，经数学计算得出当前点当前方向到井壁的水平距离，通过转动测杆，重复测量可得到当前点各个方向上到井壁的距离，从而可以方便得到地下竖井内部形状和直径尺寸。本測量装置采用纯机械组成，不仅具有结构和制作简单，制作成本低廉，可在エ地实时安装，并且操作简单，一学就会，携帯方便，造价低低，运输便利，拆装方便，而且测量精度高、不易损坏，养护方便，可重复利用，測量成本低。最終得到井体在平面上的投影尺寸、大小与范围，能在城市地下竖井探测过程中，快速、准确得出井体内部尺寸、形状等数据。以下结合ニ个示例性实施例，示例性说明及帮助进一歩理解实用新型实质，但实施例具体细节仅是为了说明实用新型，并不代表实用新型构思下全部技术方案，因此不应理解为对实用新型总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离实用新型构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属实用新型保护范围。

图I为测量装置结构示意图。图2为测量装置测量示意图。图3为加长杆示意图。图4为强制对中盘结构示意图。[0023]图5为测量过程I示意图。图6为测量过程2示意图。
具体实施方式
实施例I :參见附图，实用新型地下竖井内部形状尺寸探測装置，分别采用长度为I米和O. 9米，两根市售高强度塑料管2和I (例如外直径2. 4厘米，内直径I. 2厘米)，两根塑料管间采用铰链3铰接形成下部测量杆可折起 的活动连接，全长I. 9米，铰接处管内分别放置一小磁铁4(用以使铰接上下杆定位呈直线)，I米上测杆由铰接处向上O. 5米位置设置ー小铁环6，然后向上间隔20厘米(距离可变)依次设置有小铁环6，顶部(也可以是上部)有带方向指示器的堵头9 (指示方向与下部测杆抬方向一致，用于指示下測量杆抬起方向)。ー尼龙拉量绳7逐一穿过I米长上杆2上各铁环6，然后与下测量杆I最外端部堵头8连接(堵头外部长度O. I米，作用是保护測量杆螺纹ロ在使用的过程中不被磨损)，用以拉起下測量杆抬起角度至触壁。测量杆I和2外端(非铰接端)都做成螺纹母ロ 5，用于连接加长杆10 (加长杆有长度不等多根配置)，加长杆也是同种闻强度塑料管，其中与上杆连接的加长杆上仍按每隔20厘米设置ー小铁环6。此外，还做有井口中心对中盘11，盘面中心有可以穿过测量杆的中心孔12，盘面下有喇叭状三角定位爪13。测量过程先定位盘放置于井口并固定，将前述测量杆(通过小磁铁连接成直线)通过定位盘中心孔12插入井中，放到预期位置，其是否加长按前述原理方法确定(此就再重复)，然后用管钳固定(也可以是其他方式)，使測量杆不再上下左右移动。轻轻拉动拉绳，使測量下杆由铰接处抬起，直到拉不动为止(视为已触碰到井壁，图6)，记下拉绳变化长度山通过下面公式计算，公式中，R为当前点到井壁在平面上的投影水平距离，a为固定长度(上测量杆最下铁环至铰接处距离，实施例0.5米)，b为下测量杆长度(已知，测量杆长度+堵头长度)，c=a+b-d，可以得出当前点到井壁在平面上的投影水平距离。放松拉绳，转动管钳一角度(下測量杆抬起方向一角度)，重复上述过程，可测出当前点在各个方向平面投影到井壁的投影水平距离(转动角越小测得形状越精确)，按几何学画图方，连接各角度最外探測点，可以得到所測量井测点位置截面几何形状及直径尺寸，从而完成对竖井的測量，即井体在平面上的投影形状及直径大小。探測点方向由上测杆顶部方向指示给出，简单明了直观。R=
V4α2实施例2 :如实施例1，其中省略上测量管杆身上的铁环，在管杆铰接处向上位置开有穿过壁厚孔，将拉绳子由管子中穿过，在孔中穿出，此可以代替在杆身上设置相间环□。此外，还可以在上测杆身上并设ー短的细管，用于穿着拉绳，都具有基本相同的技术效果。对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的ー些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，特征间的相互不同组合，例如上下測量杆采用其他实心杆，铰接处有外套管定位，上测量杆最下一个铁环位置变化，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本专利描述功能和效果，不再一一举例展开细说， 均属于本专利保护范围。
权利要求1.地下竖井内部形状尺寸探測装置，包括测杆，其特征在于至少有ニ根測量直杆通过铰接相连并可以在铰接处折起，上下测量杆外端头各有加长连接接ロ，其中上测杆上部有下测杆折起方向指示，杆身上有纵向限制拉绳的环ロ或导管，其中环ロ或导管最下端在铰接上部，ー拉绳通过穿过上测杆上环ロ或导管，并与下测杆外端部连接，通过上部拉动拉绳使下测杆在铰接处折起。
2.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于测量杆为空心管状杆。
3.根据权利要求3所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于铰接处管内分别放置磁铁。
4.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于初始上測量杆长度为I米，下测量杆长度为O. 9米。
5.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于加长连接接ロ为 螺纹接ロ。
6.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于拉绳与下测量杆端部连接。
7.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于加长杆有不同长度多种配套，其中上加长杆杆身上有纵向间隔环ロ。
8.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于环ロ或导管最下端在铰接上部至少IOcm以上。
9.根据权利要求I所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于上测杆顶或上部有方向指示器，指示方向与下测量杆抬起方向一致。
10.根据权利要求I至9中任ー权利要求所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于测量装置还包括放置井ロ的对中盘。
11.根据权利要求10所述地下竖井内部形状尺寸探測装置，其特征在于对中盘中心有插杆孔，下部有喇叭形腿。
专利摘要实用新型是对城市地下竖井的测量装置的改进，其特征是至少有二根测量直杆通过铰接相连并可以在铰接处折起，上下测量杆外端头各有加长连接接口，其中上测杆上部有下测杆折起方向指示，杆身上有纵向限制拉绳的环口或导管，其中环口或导管最下端在铰接上部，一拉绳通过穿过上测杆上环口或导管，并与下测杆外端部连接，通过上部拉动拉绳使下测杆在铰接处折起。通过提起拉绳，使下测量杆抬起触壁，再通过数学计算得出当前点当前方向到井壁水平距离，转动测杆角度，重复测量得到当前点各个方向上到井壁水平距离，可以方便得到地下竖井内部形状和直径尺寸。不仅具有结构和制作简单，制作成本低廉，携带方便，测量精度高，而且不易损坏，可重复利用，测量成本低。
文档编号G01B5/14GK202485614SQ201220039370
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者史晓忠, 王佳卿, 谭东林 申请人:无锡市政设计研究院有限公司