[發明專利]一種直貼式巖壁變形激光掃描系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201811239492.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109269434B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 汪賢良;張建海;李志國
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 51229 成都正華專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種直貼式巖壁變形激光掃描系統及其使用方法。本發明通過在已開挖的地下硐室巖壁上直接粘貼固定激光距離傳感器和反光片，通過微電腦控制，自動掃描位移監測點，存儲變形數據，最后將變形數據傳輸到電腦，通過軟件分析，可以快速準確的得出監測點的位移?時間變化曲線，為圍巖穩定性分析評價、監測預警和施工、設計、運營等提供最直觀有力的依據。由于安裝便捷、不需要進行深部鉆孔，所以該設備可以在洞室完成開挖后立即進行變形監測，大大減小了變形損失；另外由于采用自動掃描位移監測點，自動采集存儲位移數據，因而受人員影響小，本發明較好的解決了目前位移變形監測技術所面臨的難題，且經濟實惠，易于操作。

技術領域

本發明涉及地下工程圍巖變形監測領域，具體涉及一種直貼式巖壁變形激光掃描系統及其使用方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的快速發展和西部大開發的深入推進，地下空間的開發和利用進入新的發展階段。地下工程主要指在巖體或土層中修建的通道和各種類型的地下建筑物，包括交通運輸方面的鐵路、道路、運河隧道，以及地下鐵道和水底隧道等；工業和民用方面的市政、防空、采礦、儲存和生產等用途的地下工程；軍用方面的各種國防坑道；水利發電工程方面的地下硐室、發電廠房以及其他各種水工隧洞等。

大型地下硐室因其跨度大、埋深大、變形大而導致施工難、運營維護難，對其的變形監測也因此變得極為重要。目前，地下硐室圍巖變形監測要么采用傳統測量儀器進行表觀位移監測，要么埋設儀器進行深部位移監測，要么人工巡視，這些方法普遍受人工、儀器、時間影響較大。

目前的地下硐室圍巖變形監測手段主要包括：①采用全站儀、經緯儀、水準儀等儀器進行表觀位移監測，這種方法的缺點是受人為誤差、環境、人員素養的影響較大，且耗時耗力；②通過安裝鉆孔多點位移計、錨桿應力計、錨索應力計等進行深部應變、應力監測，這種方法的缺點是安裝時間長，可能在安裝儀器的過程中圍巖已經發生了較大的變形，而這部分變形卻沒有監測到；③通過人工巡視進行監測，這種方法只能發現非常明顯的變形和破壞。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種直貼式巖壁變形激光掃描系統及其使用方法解決了地下硐室圍巖變形測量不準確的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種直貼式巖壁變形激光掃描系統，包括兩個激光距離傳感器、直貼式監測儀和固定點，所述直貼式監測儀的形狀為一長條，所述直貼式監測儀的一面為監測帶，所述監測帶上等距離設有若干監測點，每個所述監測點上設有反光片，所述直貼式監測儀的另一面為粘貼面，所述粘貼面上設有粘貼膠，所述直貼式粘貼儀通過粘貼膠粘貼在巖壁上，一個所述激光距離傳感器設置在直貼式監測儀一端處，所述直貼式監測儀一端為第一發射點，另一個所述激光距離傳感器設置在直貼式監測儀的另一端處，所述直貼式檢測儀的另一端為第二發射點，所述固定點設置在硐室內的不動點處，兩個所述激光距離傳感器均與微電腦連接。

進一步地：兩個所述激光距離傳感器均通過膨脹螺栓固定。

進一步地：兩個所述激光距離傳感器的型號均為FTM-50。

一種直貼式巖壁變形激光掃描系統的使用方法，包括以下步驟：

S1、將直貼式監測儀粘貼于監測斷面的圍巖上；

S2、將固定點設置在硐室內的不動點處，將第一發射點和第二發射點分別設置在直貼式監測儀的兩端，并在兩個發射點分別設置一個激光距離傳感器；

S3、通過激光距離傳感器掃描固定點，得到發射點到固定點的距離，并計算發射點的豎向絕對位移和橫向絕對位移；

S4、通過微電腦控制激光距離傳感器掃描直貼式粘貼儀監測點上的反光片，得到發射點到監測點的距離，并通過發射點的豎向絕對位移和橫向絕對位移計算監測點的豎向絕對位移和橫向絕對位移；