[發明專利]一種地下隧道兩幫收斂變形電子測量裝置與方法

在審

• 申請號: 201410040337.5
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103791802A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 姚愛軍;胡愈;曹伍富
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于地下工程與采礦工程施工監測領域，主要應用于進行地下工程、采礦工程隧道施工過程中兩幫收斂變形監測的技術手段。

背景技術

現階段關于地下隧道兩幫位移收斂的測量方法中，主要有鋼尺收斂計接觸法、全站儀非接觸法、三維激光掃描法。鋼尺收斂計接觸法是直接用鋼尺量測隧道直徑，雖操作簡單但效率低下、易產生人為誤差；全站儀非接觸法測量步驟繁瑣、每個測站都需要調整，還受到復雜性和光線環境影響，不便于操作；三維激光掃描法雖然測量方便、精度高，但造價昂貴、維護成本高、設備耐用性差。所以，在目前測量地下隧道兩幫位移收斂的方法中，仍存在一些問題和關鍵技術，即：

1測量地下隧道兩幫位移收斂時，如何提高的測量的便捷性和快捷性，即如何使測量方法變得方便快捷。

2對于地下隧道兩幫位移收斂測量方法，如何保證測點定位的準確性即保證測量結果的唯一性和精確性。

3在測量地下隧道兩幫位移時，如何確保測量儀器的性能可靠、測量設備經濟耐用。

發明內容

本發明是一種監測地下隧道兩幫收斂的測試裝置及其方法。

一種監測地下隧道兩幫收斂的測試裝置，其特征在于包括三部分，即隧道兩幫位移收斂測點固定裝置，變形傳感裝置，位移收斂數據采集裝置；隧道兩幫位移收斂測點固定裝置包括拉線位移傳感器固定構件4和吊鉤固定構件5，拉線位移傳感器固定構件4和吊鉤固定構件5的安裝位置用于保證安裝兩側邊墻測點構件在同一水平線，拉線位移傳感器3固定在拉線位移傳感器固定構件4上，變形傳感裝置依次包括拉線位移傳感器3，鋼絲拉線6和吊鉤8，將吊鉤8吊掛在固定構件5的吊鉤固定點13上，將采集儀數據線7接入采集儀2的采集儀端口14。

應用所述裝置進行監測地下隧道兩幫收斂的測試方法，其特征在于：拉線位移傳感器固定構件4和吊鉤固定構件5在隧道邊墻1建立固定測量點，安裝兩側邊墻測點構件的位置需要整平且在同一水平線，以保證固定位置相同，固定好拉線位移傳感器3，將吊鉤8吊掛在吊鉤固定點13上，然后將采集儀數據線7接入采集儀端口14，打開采集儀開關讀取位移數據，讀完數據后關閉采集儀，拆除傳感器并將余下拉線收起，即完成隧道兩幫收斂變形的測量。

測試系統的吊鉤8與拉線位移傳感器支座9、吊鉤支座12所使用材質均為不銹鋼，可避免測試中因銹蝕而影響使用。

本方法是通過在隧道兩側建立固定專用測量構件并采用拉線位移測量裝置監測隧道兩幫位移的一種快速便捷方法，主要解決了以下技術問題：

1方便快捷：隧道兩幫固定專用測量構件尺寸小、便于安裝、可大量生產，在隧道兩幫可根據需要任意布設；拉線位移傳感器及數據采集儀體積小、便于拆卸，攜帶方便，測量方便快捷。

2精度高，定位準確：拉線位移傳感器精度可達0.01mm，量程范圍為500～1000mm，由于固定專用測量構件永久固定在隧道兩幫，所以每次測量時拉線位移傳感器和吊鉤均可以固定在相同位置，保證測量點的唯一性，確保定位精確，數據可靠。

3性能可靠，設備耐用：拉線位移傳感器有專用保護箱且體積小，攜帶方便；數據采集儀具有內置蓄電池，定期充電即可保證數據采集的可靠性和穩定性，設備的耐用性高；由于測點固定，拉線位移傳感器測完位移后即可拆掉，待下次測量時再重新安裝，提高了該設備的重復使用率。

因此，采用本測量裝置與方法能夠精確測量地下隧道兩幫位移收斂，且測量數據精度高，結果準確可靠。

附圖說明

圖1隧道收斂監測斷面圖

圖2拉線位移傳感器固定構件4俯視圖

圖3拉線位移傳感器固定構件4左立面圖

圖4拉鉤固定構件5俯視圖

圖5拉鉤固定裝置構件5右立面圖

其中1.隧道邊墻2.采集儀3.拉線位移傳感器4.拉線位移傳感器固定構件5.吊鉤固定構件6.鋼絲拉線7.采集儀數據線8.吊鉤9.拉線位移傳感器支座10.固定螺孔11.支座固定螺釘12.吊鉤支座13.吊鉤固定點14.采集儀端口

具體實施方式

在隧道邊墻1上分別用支座固定螺釘11將拉線位移傳感器固定構件4和吊鉤固定構件5固定，將拉線位移傳感器3在固定螺孔10處用螺釘固定于拉線位移傳感器支座9上。拉線位移傳感器3通過鋼絲拉線6連接于吊鉤8，并將吊鉤8吊掛于吊鉤支座12的吊鉤固定點13處。將采集儀2置于測點附近，把采集儀數據線7接入采集儀端口14，形成完整的測量系統。