[實用新型]一種隧道拱頂沉降監測裝置

有效

• 申請號: 201320099714.3
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN203190967U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 劉振平;劉建;張友良;賀懷建
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及巖土力學監測裝置，尤其涉及一種隧道拱頂沉降監測裝置；具體地說，該裝置是針對于高速公路、鐵路隧道施工中對拱頂沉降進行監測的裝置，它不僅適用于公路、鐵路隧道施工，而且對類似尺寸的地下空間開挖工程頂部沉降的監測也同樣適用。?

背景技術

隨著國民經濟的不斷發展，針對我國資源部分不均衡，山嶺地區所占比較大，同時為緩減日益膨脹的城市交通壓力，隧道建設日益增多。如何在施工中有效避免事故的發生，對隧道實時、準確地監控量測必不可少。因此，在這種形勢下，為了降低隧道拱頂沉降的監測成本，提高效率，達到規范所要求的精度，迫切需要一種實用的隧道拱頂沉降監測裝置。?

監控量測是隧道新奧法（新奧法是應用巖體力學理論，以維護和利用圍巖的自承能力為基點，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，及時的進行支護，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護體系的組成部分，并通過對圍巖和支護的量測、監控來指導隧道施工和地下工程設計施工的方法和原則。）施工三核心之一，能直觀反映隧道圍巖變化特征，為預留變形量以及支護參數調整提供依據，為隧道施工安全提供保障。同時依據相關規范，拱頂沉降監測是隧道施工中的必測項目，而且為了提高監測精度一般要求通過水準儀進行監測。因此，考慮到現場施工實際情況，提供一種能夠根據不同施工工法，對初期支護或者二襯拱頂沉降進行監測的裝置意義重大。?

具體地說，目前對隧道拱頂沉降監測是這樣的：?

如圖1，隧道的作業空間包括圍巖A、仰拱B和掌子面C。目前高速公路隧道的斷面高度約在8-9m左右，隧道拱頂沉降測量存在工序復雜等諸多困難。目?前隧道拱頂沉降測量的安全預警機制要求測量精度達到mm量級，但目前工程中常用的拱頂沉降測量設備和方法中對于測量精度和便攜程度存在一定缺陷。目前隧道拱頂監測采用的主要設備手段和方法是：?

1、全站儀：全站儀測量拱頂沉降存在誤差偏大的缺陷，誤差量級在1cm左右。?

2、水準儀配合塔尺：塔尺的長度可以滿足隧道高跨度的要求，但是塔尺存在誤差偏大的缺陷。?

3、水準儀配合銦鋼尺：銦鋼尺的精度可以滿足要求，但是銦鋼尺的長度偏低，不能滿足隧道斷面的大跨度監測要求。?

目前隧道拱頂沉降的監測需要一種既能滿足高精度的要求，又能適用于隧道的高跨度測量，而且便于安裝、拆卸和攜帶的拱頂沉降監測裝置。?

經檢索，尚未發現滿足上述要求的裝置。?

發明內容

本實用新型目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供了一種實用的隧道拱頂沉降監測裝置，要求結構簡單，成本低廉，操作方便，安裝、拆卸和操作方便，便于攜帶，易于推廣應用。?

本實用新型的目的是這樣實現的：?

一、隧道拱頂沉降監測裝置（簡稱裝置）?

本裝置包括水準儀、轉站尺墊、拱頂掛鉤、銦鋼尺、改裝銦鋼尺、接力掛桿和接力撐桿；?

在隧道圍巖的測點設置拱頂掛鉤，拱頂掛鉤、接力掛桿和改裝銦鋼尺上下依次連接；?

在隧道隧道內地面或者仰拱上設置轉站尺墊，在轉站尺墊上設置銦鋼尺；?

在隧道隧道內地面或者仰拱上設置的水準儀置于銦鋼尺和改裝銦鋼尺之間。?

二、隧道拱頂沉降監測方法（簡稱方法）?

本方法包括下列步驟：?

①制作水準基準點和安裝拱頂監測點掛鉤?

水準基準點要求安裝在洞口外邊或者已經穩定的仰拱頂部，并且該基準點不?易被施工機械等破壞，在確定基準點位置后，通過沖氣鉆在仰拱上打1m左右的深孔，將直徑22mm的鋼筋插入深孔中，用錨固劑加固；?

拱頂監測點選取在需要監測斷面的拱頂中間部位，通過充氣鉆在拱頂圍巖中打1m左右的深孔，將帶有掛鉤的直徑12mm的光面)鋼筋插入孔中，用錨固劑加固。?

②選取合適的水準儀測量站點，測量人員將三腳支架牢固支撐于地面上，將水準儀安裝在三角支架上，進行水準儀調平。?

③將銦鋼尺放置在水準基點上，測量輔助人員通過水準泡對銦鋼尺進行調平，測量人員將水準儀對準銦鋼尺，調節儀器，讀取測量數據。?

④測量輔助人員選取合適長度的接力撐桿，進行安裝對接，將第1撐桿上的挑鉤插入第1掛桿上的掛筒內，將合適長度的接力掛桿掛至待測量點提前安裝好的拱頂掛鉤處，將頂端安裝掛鉤的改裝銦鋼尺掛于接力掛桿的底部。?

⑤將水準儀對準懸掛至穩定狀態的改裝銦鋼尺，調節水準儀，讀取測量數據。?

⑥通過基準點測量數據、待測點測量數據以及接力掛桿的長度計算得出待測量與基準點之間的高程差。?