[實用新型]套管式鉆孔多點引伸計

無效

• 申請號: 200620036478.0
• 申請日: 2006-11-30
• 公開（公告）號: CN201000324Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 徐進;馬亢;陳義軍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30;G01B7/16;E21D9/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 劉世平

技術領域

本實用新型涉及一種測量裝置，尤其是用于隧道圍巖松動變形測量的套管式鉆孔多點引伸計。

背景技術

隧道的監測在隧道工程中占有重要的位置，隧道的監控量測就是在隧道開挖過程中，使用各種儀器設備和量測器材，對隧道的各種位移，應力等等進行量測。隧道由于其自身的特殊性，其現場監測具有特殊的重要作用，其重要性猶如對鋼結構和混凝土結構所進行的靜力計算一樣。隧道在開挖后，洞周圍巖原始應力場遭到破壞，其所處的應力狀態發生改變，打破了開挖前的應力平衡狀態，圍巖會通過變形和應力的調整來達到一個新的平衡。這個調整是一個動態的過程，因此圍巖的變形也是一個動態過程，圍巖內部各點的位移是圍巖變形的動態表現，它能反映圍巖內部的松弛程度和松弛范圍的大小，也是判斷圍巖穩定性的一個重要參數指標，通過圍巖變形動態信息來掌握圍巖的變形趨勢，即由量測獲得位移—時間曲線，對各時刻的總位移量、位移速度以及位移加速度的變化趨勢加以分析，從而把握圍巖的變形狀況。一般來說，自洞壁向圍巖深部變形逐漸減小，隨著時間的增加，變形逐漸趨向穩定。因此，可對洞周圍巖不同深度處的徑向位移進行跟蹤監測，尋找不同深度位移突變的位置，確定同一深度位移趨向穩定的時間，即可預報圍巖大變形，確定適當的支護時間。

隧道施工本身具有一定的復雜性，其變形監測目前還沒有非常完善的儀器，其自身的特點對隧道的監測儀器也有一定的要求，概括起來有以下幾點：1、設備精度要求高；2、自動化程度要求高；3、環境適應性強；4、操作性強。隧道圍巖松動變形的測量目前主要有兩大類方法，一類是只測量洞壁離面位移的方法，該方法只能測到洞壁表面的收縮量，多數采用收斂計測量；另一類是采用鉆孔多點位移計對不同深度的位移進行測量。

多點位移計是用于測量巖體深部不同部位的相對位移，或相對于某一基準點的絕對位移，多點位移值是由量測結果直接得到的，由于淺部測點疊加了深部測點的位移，因而使得量測值不能直觀地反映圍巖深部各點的位移情況。圍巖越深，其絕對位移應越小，所以當鉆孔較深時可以近似地認為孔底測點的位移為零或者可以忽略不計。這樣，采用相對位移值，比直接量測值更能直觀地反映圍巖深部各點的位移情況。其基本原理是：沿洞壁向圍巖深部的不同方位(一般沿洞壁法線方向)鉆孔，用多點位移計埋設于鉆孔內，形成一系列測點。通過測點引出的鋼絲或金屬導桿將測點巖石的位移傳遞到鉆孔孔口，觀測由錨固點到孔口的相對位移，從而計算出錨固測點沿鉆孔軸線方向的位移分布，可使用電測法或機械表量測法等進行量測。多點位移計的埋設方式可分為開挖前的預埋和開挖過程中的現埋，預埋的多點位移計至少要在開挖到觀測斷面之前相當于兩倍洞室斷面最大特征尺寸的距離時就已埋沒完畢，并開始測取初讀數?，F埋則儀器要盡量靠近掌子面，因為開挖開始之后，圍巖會迅速發生應力的釋放，變形也會迅速產生，同一鉆孔中的錨固測點應多布置在位移梯度較大的范圍內。多點位移計測量的結果可包括：各測點位移與時間的關系，各測點位移與開挖進尺之間的關系，鉆孔內沿軸線方位的位移變化與分布狀況，這種分布形式的實測資料對選擇位移反分析模型很有幫助和意義。

多點位移計有傳感器式和機械式兩類。傳感器式成本高、穩定性差，不能用于長期監測和大量使用。機械式主要采用桿式多點位移計，其主要缺陷在于兩個方面：(1)采用全孔粘固，各深度的位移有時會相互干擾，使測量結果失真，這種全孔灌漿接觸對變形的影響非常顯著，特別是在軟弱巖體中。通常采用全長灌漿時，對所測的數據進行分析時都要充分考慮到砂漿對圍巖的加固作用，在軟巖中更是不可忽視，但是這種加固作用到底有多大的影響，目前只能依靠經驗來進行判斷。(2)桿式多點位移計的原材料和加工成本比較高，因此應用成本較高，不利于推廣使用。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠準確的對多個不同深度的位移進行測量的套管式鉆孔多點引伸計。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：套管式鉆孔多點引伸計，其特征是：包括引伸桿和空套在引伸桿上的至少一層引伸管，逐層套裝的引伸管的數量根據不同深度的測量點數量確定；引伸桿和引伸管伸入測量孔的一端固定有粘固藥包，引伸桿和逐層套裝的引伸管上的粘固藥包沿監測孔的底部至孔口順序間隔排列，各個粘固藥包的軸向位置與測量孔內各個測點的位置相對應，引伸桿和引伸管的另一端延伸至測量孔的孔口，孔口處固定安裝有測頭，測頭的周邊與引伸桿間隔有距離，使其測頭不與引伸桿接觸，測頭的外端部設置有與引伸桿的端部管壁的位置對應的插孔。