[發明專利]基于水準儀法的地下工程拱頂沉降量測裝置

有效

• 申請號: 201610217264.1
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105783865B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 吳豐收;花曉鳴
• 申請（專利權）人: 中鐵西南科學研究院有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04;G01C15/06
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙)51239
• 代理人: 劉華平

技術領域

本發明涉及一種地下工程監控量測裝置，具體地說，是涉及一種基于水準儀法的地下工程拱頂沉降量測裝置。

背景技術

隧道、隧洞、山嶺洞庫等地下工程，由于其施工的隱蔽性、地質的復雜性、施工的多樣性和環境的多變性，造成施工難度大，極易發生掉塊和坍塌等安全事故，不僅嚴重地影響了工程施工進度，還極大地威脅著施工人員的生命安全。監控量測是指在地下工程施工過程中對圍巖、地表、支護結構的變形和穩定狀態，以及周邊環境動態進行的經常性觀察和量測工作。通過監控量測可以了解和掌握圍巖的穩定狀態以及支護結構體系的可靠程度，確保施工安全和支護結構穩定，為施工中變更圍巖級別、調整初期支護和二次襯砌參數、指導施工順序、修正及優化設計提供依據，對地下工程施工的安全監測具有十分重要的意義。

隧道拱頂沉降測量是地下工程監控量測的主要內容之一，其測量裝置主要有水準儀、收斂計、全站儀等，然而，無論采用哪種測量裝置都需要埋設測點。測點一般在隧道開挖后埋設，為盡早獲得圍巖開挖初始階段的變形動態，測點應緊靠工作面快速埋設。采用水準儀法檢測地下工程的拱頂沉降，需要在測點上設置用于懸掛測量尺的掛鉤，傳統的做法是在螺紋鋼筋的一端焊接三角形掛鉤，用以懸掛測量尺。

上述測點埋設過程中存在幾點不足：

1.鋼筋深入圍巖層后，容易因圍巖松動而造成壞點，直接影響測試結果及延續性；

2.初期支護、工作面開挖等施工會對三角形掛鉤造成一定污染和損壞，一旦出現污染或損壞，就需要更換，而更換十分麻煩，無法保證測量尺在測點上的長時間正常工作，影響測量數據的持續性和準確性；

3.三角掛鉤焊接在螺紋鋼筋上，損壞后無法更換，導致該測點無法持續測試；

4.初期支護施工一旦完成，增設監控測點的實施難度極大，因此，無法根據安全施工的需要來臨時調整測量位置，靈活性很低。

發明內容

為克服現有技術中的上述問題，本發明提供了一種基于水準儀法的地下工程拱頂沉降測量裝置，測點埋設方便、固定緊密，而且能夠防止初期支護、工作面開挖等施工作業對測量部件造成的污染和損壞，確保測量獲得有效數據。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于水準儀法的地下工程拱頂沉降量測裝置，包括兩端均設置有螺紋結構的預埋桿件，以螺紋方式連接于該預埋桿件埋入端的膨脹緊固件，以及連接于所述預埋桿件另一端的懸掛部件，和懸掛于該懸掛部件上的測量尺；所述膨脹緊固件包括管狀連接件，等間距分布在該管狀連接件圓周上的推進片，以及分布在該管狀連接件和推進片外壁上的凸起導向件；所述懸掛部件包括接頭、三角形拉環以及扣于該三角形拉環外側的保護套；所述接頭的一端與所述預埋桿件的非埋入端以螺紋方式連接，其另一端與所述三角形拉環的底邊固定連接；所述保護套包括與所述三角形拉環形狀匹配的前擋片和后擋片，以及將兩個擋片固定且與所述三角形拉環的頂角形狀相匹配的擋角，所述前擋片和后擋片與所述擋角相對的底邊上分別設置有用于鎖緊三角形拉環底邊的前卡扣和后卡扣。

進一步地，所述推進片呈內牙型結構，且至少包括三個，每個推進片的尖端向外擴張。優選地，所述推進片與所述管狀連接件之間的夾角為10°～15°。

再進一步地，所述三角形拉環為閉合的等邊三角形結構，所述接頭固定在三角形拉環底邊的中心位置。

再進一步地，所述前擋片與后擋片以擋角為支撐點可實現0~60°開合。

更進一步地，所述前卡扣和后卡扣錯位設置，均為弧形結構，且至少包括兩組。

更進一步地，所述保護套還包括設置在擋角頂部的圓環。

優選地，所述接頭與預埋桿件連接的一端設置有螺孔，且螺孔內壁的螺紋與預埋桿件非埋入端的螺紋匹配。

優選地，所述預埋桿件長度為300~500mm，其埋入端螺紋長度為50mm，非埋入端螺紋長度為10mm。

優選地，所述預埋桿件、膨脹緊固件、接頭以及三角形拉環均由鍍鋅鋼材制作。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：