[實用新型]隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置

有效

• 申請號: 201320373824.4
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN203375935U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 夏才初;張平陽;曾格華
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海同艦建筑科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 雷紹寧

技術領域

本實用新型涉及一種監測隧道及地下工程等洞壁和結構的相對位移測量裝置，特別是涉及一種測量隧道洞周收斂位移和拱頂沉降的裝置。

背景技術

隧道施工及運營維護過程中，通過對隧道周邊凈空尺寸變化的測量，即對隧道周邊收斂位移的測量，可以直觀明確地判斷隧道圍巖或結構的穩定性。因此，收斂位移是隧道監測中的常規監測項目，而收斂計和水準儀是監測隧道收斂位移的最主要的儀器。

隧道周邊收斂位移監測主要采用桿尺式收斂計或者弦式收斂計，即在隧道測點固定卡勾，測量時將收斂計懸掛于測點卡勾上，讀出測點之間的距離。這種傳統的收斂計都是接觸式收斂計，結構比較復雜，測量中需要較為繁瑣的安裝過程，安裝過程產生的誤差將導致測量精度不能保證。監測過程中懸掛在隧道周邊測點的收斂計也會影響隧道內正常的施工作業。傳統的收斂計需要拉緊后再讀數，所以需要在噴射混凝土強度形成后才可進行監測，影響了布點的及時性，造成收斂位移監測值的部分損失。

隧道拱頂沉降傳統的監測采用的是水準儀，測量時將水準儀懸掛于拱頂測點卡勾上，再進行高層測量。拱頂測點較高（6米以上），懸掛很困難，監測過程中懸掛在隧道拱頂測點的標尺也會影響隧道內正常的施工作業。

國內外還有一些基于激光測距原理的隧道收斂位移測量的研究，這些研究涉及的裝置具有較復雜的結構，或者較大的尺寸。在整個監測周期內，都需將激光測距傳感器的固定裝置安裝在隧道壁面上，很容易受到爆破振動或機械碰撞，從而影響監測精度，甚至可能會令測量裝置遭到碰壞。此外，有的激光測距傳感器由于受固定裝置的結構所限，對測點和儀器的安裝位置有特定要求，否則激光發射端無法對準待測目標點。

用現有的收斂計或激光測距傳感器進行隧道周邊收斂位移測量的方法，每條測線上都需要安裝收斂計或相應的激光測距儀固定裝置，用量大，費用高，無法滿足隧道收斂監測測線多、頻次高、總量大的要求。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型要解決的技術問題是提供一種僅利用一臺激光測距傳感器即可精確測量整個隧道的收斂位移和拱頂沉降的測量裝置。

為實現上述技術問題，本實用新型提供一種隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，裝設于隧道壁面上，包括：固定安裝于所述隧道壁面上的定線裝置、安裝在所述定線裝置上的激光測距傳感器和安裝于所述隧道壁面測點的反光片；所述定線裝置包括一基座，所述基座內設有一球窩，所述球窩與一球頭轉子球面配合，所述球頭轉子與所述激光測距傳感器固定連接，所述球窩與所述球頭轉子之間設有鎖緊裝置。

優選地，所述球頭轉子上固定有螺釘，所述激光測距傳感器與所述球頭轉子之間為螺紋連接。

進一步優選地，所述激光測距傳感器底部設有螺紋孔，所述螺釘的長度短于所述螺紋孔的長度。

優選地，所述鎖緊裝置為裝設于所述基座上的鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘的頭部外露于所述基座，所述鎖緊螺釘的尾部深入所述球窩內。

優選地，所述基座通過一膨脹螺絲固定裝設于所述隧道壁面上。

進一步優選地，所述膨脹螺絲的端部設有螺紋，所述基座上設有與所述螺紋配合的螺紋孔，所述螺紋的長度短于所述螺紋孔的長度。

優選地，所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置還包括連接于所述激光測距傳感器的外置觸發線和外置觸發按鈕。

如上所述，本實用新型的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，具有以下有益效果：

1.在日常大部分監測中，僅需一臺測量裝置就可以完成對整個隧道的拱頂沉降和收斂位移的測量，測量結果準確，滿足了隧道壁面水平位移和拱頂沉降監測測線多、頻次高、總量大的要求；

2.激光測距傳感器通過一個可拆卸的定線裝置安裝在隧道壁面的測點上，不需測量時即可從隧道壁面上取下定線裝置和激光測距傳感器，可隨時進行安裝測量，避免測量裝置受到損壞；

3.激光測距傳感器裝設到定線裝置上以后，通過轉動球頭轉子可任意調整激光發射的角度，實現測點間測線的精確定線；

4.膨脹螺絲端部螺紋的長度短于基座上與之配合的螺紋孔的長度，使定線裝置每次擰入至同一位置，保證了定線準確度；

5.在測量隧道的拱頂沉降時，無需將測量裝置安裝到隧道拱頂處，激光測距傳感器具有外置觸發線和外置觸發按鈕，避免了直接接觸式按鍵引起的較大測量誤差；

6.定線裝置的球窩與球頭轉子之間構成點接觸，有效地解決了傳統收斂計或激光測距傳感器安裝后由于測量儀器與固定裝置之間的面接觸導致的測量結果穩定性差和重復性差等問題。

附圖說明