CN204988202U - 一种便携式高精度的隧道变形监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式高精度的隧道变形监测设备，该设备装设在隧道壁面上，包括隧道表面的梅花形固定板、安装于梅花形固定板的主板装置、以及与主板连接的激光测距传感器。梅花形固定板通过膨胀螺栓固定在隧道壁面；主板装置上配备有摇把、灰尘检测仪和角度刻度盘，激光测距传感器安装在卡槽中；监测过程中，通过摇把控制激光测距传感器角度的旋转，利用微调旋钮对激光测距传感器角度进行微调和锁定；通过读取隧道监测断面水平和斜边距离以及两条测线的角度，获得隧道的变形量。监测任务完成后，可拧下双头螺栓取下设备，并进行下一个断面的监测。采用本实用新型方法，可以节约测量人员的时间，提高劳动效率和监控量测精度；只需一台测量装置就可以完成整个隧道的水平和拱顶位移的测量，满足隧道测量的断面多、监测总量大的要求。

Description

一种便携式高精度的隧道变形监测设备

技术领域

本实用新型涉及隧道施工过程中监测领域，具体涉及一种适用于隧道监测的便携式高精度的隧道水平收敛和拱顶位移沉降的监测设备。

利用本装置配合激光反射片可大大节约测量人员的时间，提高劳动效率和监控量测精度；只需一台测量装置就可以快捷的完成整个隧道的水平和拱顶位移的测量，满足隧道测量的断面多、监测总量大的要求。此外，该装置具有安装简便、易于拆装的特点，监测任务完成后可以将隧道洞壁梅花形固定板拆除进行循环利用，极大避免了监测材料的浪费。

背景技术

隧道监控量测是新奥法的三大支柱之一，对隧道施工过程中施工工艺的调整，支护结构的选型以及支护结构参数选择都起到重要作用。隧道监控量测工作中，隧道收敛监测对于判断围岩稳定性状态及施工方法的合理性与否起着重要的作用。所以，收敛位移是隧道监测中的常规监测项目，而收敛计和水准仪是监测隧道收敛位移的最主要的仪器。

随着城市地铁隧道的快速发展，隧道施工中的监测工作越来越引起业主方、施工方的注意。因而隧道收敛属于隧道监控量测中的必测项目。目前隧道收敛主要采用隧道收敛计和水准仪进行监测，隧道收敛计配合收敛挂钩进行监测水平收敛；拱顶沉降位移采用水准仪进行监测，测量过程中将标尺悬挂在拱顶测点卡勾上，然后进行高程测量。但是进行水平收敛位移监测时，传统的收敛计需要拉紧后才能进行读数，所以很容易影响到施工进程，并且效率低、精度不高；而在拱顶沉降位移监测时，悬挂标尺比较困难，很难保持卡尺的绝对竖直。

国内外也有一些基于激光测距原理的隧道收敛位移的研究，但是这些研究的装置具有较复杂的结构，或者较大的体积。并且在监测过程中需要将激光测距传感器安装在隧道壁面上，容易受到机器的碰撞和损坏，从而影响测量的精度。

以上种种因素表明目前隧道收敛监测工作中测量方法种种不足，这些因素制约了隧道监测工作的精度和效率，并增加了监测成本。因此，有必要开发一种便携式高精度的隧道变形监测设备，满足隧道测量中的监测精度，提高监测效率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题，本实用新型提出了一种便携式高精度的隧道变形监测设备，在不增加监测难度和监测仪器投入的基础上，提高隧道监测精度和效率；同时，避免监测中施工机械、***对监测装置的破坏，保证监测数据的连续性；监测设备可进行回收，极大避免监测材料浪费。

(二)技术方案

本实用新型提供一种便携式高精度的隧道变形监测设备，从而克服以往全站仪、收敛计监测误差过大、监测效率低下的缺点，监测装置安拆简便，因而可以进行监测材料回收避免资源浪费。

本实用新型解决上述技术问题采用以下的技术方案：一种便携式高精度的隧道变形监测设备，其主要构造有：膨胀螺栓、梅花形固定板、双头螺栓、主板装置、粉尘检测仪、角度刻度盘、摇把、微调旋钮、激光测距传感器、卡槽、链杆、凹槽，其特征在于：所述的梅花形固定板通过膨胀螺栓固定在隧道壁面；所述的梅花形固定板设置有双头螺栓；所述的主板装置上配备有有灰尘检测仪、角度刻度盘、摇把、微调旋钮以及链杆；

所述的微调旋钮具有角度锁死及微调的双重功能；

所述的角度刻度盘上角度的单位精确到秒；

所述的角度刻度盘上设置有光源；

所述的主板装置一侧设置有凹槽。

上述的梅花形固定板设置有4个膨胀螺栓用于固定装置。

上述的主板装置通过双头螺栓与梅花形固定板进行固定。

上述的摇把和微调旋钮通过螺栓控制链杆的转动。

上述的激光测距传感器安装在链杆一侧的卡槽上。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型巧妙的对测量隧道收敛的激光测距传感器进行改进，从而实现测量装置免受施工和***的影响，保证隧道水平收敛和拱顶位移监测精度；利用双头螺栓，使得设备可以便捷的进行拆装，并且监测设备可以反复使用于不同监测断面，从而提高监测效率，降低监测成本。以上显示和描述了本实用新型的基本构造和使用方法。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

附图说明

图1为本实用新型一种便携式高精度的隧道变形监测设备示意图。

图中，1-膨胀螺栓、2-梅花形固定板、3-双头螺栓、4-主板装置、5-粉尘检测仪、6-角度刻度盘、7-摇把、8-微调旋钮、9-激光测距传感器、10-卡槽、11-链杆、12-凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种便携式高精度的隧道变形监测设备。其主要构造有：1-膨胀螺栓、2-梅花形固定板、3-双头螺栓、4-主板装置、5-粉尘检测仪、6-角度刻度盘、7-摇把、8-微调旋钮、9-激光测距传感器、10-卡槽、11-链杆、12-凹槽，所述的梅花形固定板2通过膨胀螺栓1固定在隧道壁面；所述的梅花形固定板2上设置有双头螺栓3；所述的主板装置4上配备有有灰尘检测仪5、角度刻度盘6、摇把7、微调旋钮8以及链杆11；

所述的微调旋钮8具有锁死及微调的双重功能；

所述的角度刻度盘6上角度的单位精确到秒；

所述的角度刻度盘6上设置有光源；

所述的主板装置4一侧设置有凹槽12。

所述的梅花形固定板2设置有4个膨胀螺栓1用于固定装置。

所述的主板装置4通过双头螺栓3与梅花形固定板2进行固定。

所述的摇把7和微调旋钮8通过螺栓控制链杆11的转动。

所述的激光测距传感器9安装在链杆11一侧的卡槽10上。

进行工程测量时，通过旋紧双头螺栓将装置主板与梅花形固定板连接起来。在不需要进行测量时，可以通过双头螺栓取下测量设备和激光测距传感器，需要时只需在拧紧双头螺栓即可，不影响正常施工，还可免受施工机械的损坏。

下面针对本实用新型用于隧道收敛监测时的操作进行一个简要的说明。先利用风钻钻机在隧道侧壁钻孔。钻孔打好之后，利用膨胀螺栓将梅花形固定板固定在隧道洞壁，并将双头螺栓一头旋紧固定在梅花形固定板上。在需要进行监控量测时，通过旋紧双头螺栓的另一头将主板装置与梅花形固定板连接起来，将激光测距传感器安装在链杆的卡槽中。首先利用激光测距传感器配合隧道洞壁另一侧预先埋置好的激光反射片获取隧道的水平距离。具体操作如下，运用转动摇把调整激光测距传感器发射的激光位于隧道洞壁另一侧的激光反光片的位置，在大致确定激光位置之后按下微调旋钮锁紧摇杆方向，再转动微调旋钮使得激光测距仪发出光线射中激光反光片的十字叉丝，分别读出角度刻度盘中的角度数值和激光测距传感器测得的距离。待操作完成后，松开微调旋钮，通过转动摇把调整链杆的角度使得激光测距仪照准隧道拱顶预先埋设的反射片，按下微调旋钮锁紧摇杆，再转动微调旋钮使得激光测距仪发出的光线射中隧道拱顶激光反光片的十字叉丝，分别读出角度刻度盘中角度数值和激光测距传感器中的距离。至此，获得了隧道水平向和斜边距离，以及两条边之间的夹角。根据三角形的知识，已知两边长度和其夹角的情况下可以获得三角形第三边的长度和其余两个夹角的角度，并可以获得隧道拱顶监测点的沉降量。待监测任务完成后，松开主板装置上的双头螺栓，将监测设备与梅花形固定板分开。采用上述方法进行下一个断面的监控量测。当监控量测任务结束后，可以松开梅花形控制板上的膨胀螺栓，进而将梅花形控制板重复使用。隧道施工过程中由于进行***施工、喷射混凝土往往产生很大的粉尘，但隧道内通风条件又往往较差，因此有必要对隧道内粉尘颗粒含量进行监测以确保隧道内工人的健康。在监测时，可以打开主板装置上粉尘检测仪的开关，获取空气中粉尘颗粒的浓度，并可以设置浓度报警值，当隧道内粉尘浓度达到设定值时会发出报警信号，此时可以及时将信息反馈给施工单位，进而采用通风、洒水等方式进行除尘。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种便携式高精度的隧道变形监测设备，其主要构造有：膨胀螺栓(1)、梅花形固定板(2)、双头螺栓(3)、主板装置(4)、粉尘检测仪(5)、角度刻度盘(6)、摇把(7)、微调旋钮(8)、激光测距传感器(9)、卡槽(10)、链杆(11)、凹槽(12)，其特征在于：所述的梅花形固定板(2)通过膨胀螺栓(1)固定在隧道壁面；所述的梅花形固定板(2)设置有双头螺栓(3)；所述的主板装置(4)上配备有有灰尘检测仪(5)、角度刻度盘(6)、摇把(7)、微调旋钮(8)以及链杆(11)；

所述的微调旋钮(8)具有角度锁死及微调的双重功能；

所述的角度刻度盘(6)上角度的单位精确到秒；

所述的角度刻度盘(6)内配备有光源；

所述的主板装置(4)一侧设置有凹槽(12)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式高精度的隧道变形监测设备，其特征在于所述的梅花形固定板(2)设置有4个膨胀螺栓(1)用于固定装置。

3.根据权利要求1所述的一种便携式高精度的隧道变形监测设备，其特征在于所述的主板装置(4)通过双头螺栓(3)与梅花形固定板(2)进行固定。

4.据权利要求1所述的一种便携式高精度的隧道变形监测设备，其特征在于所述的摇把(7)和微调旋钮(8)控制链杆(11)的转动。

5.根据权利要求1所述的一种便携式高精度的隧道变形监测设备，其特征在于所述的激光测距传感器(9)安装在链杆(11)一侧的卡槽(10)上。