[發明專利]一種隧道頂板圍巖位移測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201910347118.4
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110044330A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 徐福田;曹德更;潘旦光;馮志耀;任晨;王妍;劉衛強;李亮;于東海;李振華;王曉慧;陶姜
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團地鐵工程有限公司;北京科技大學;中鐵十六局集團有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：包括球形測點(5)、柱形刻度管(1)、聯通管(9)、單通閥門(2)和安裝頂桿(8)，球形測點(5)和柱形刻度管(1)通過聯通管(9)相連，單通閥門(2)安裝在柱形刻度管(1)上端，球形測點(5)上半球外側加工有戳土結構(7)，球形測點(5)下半球外側加工有環形套筒(6)，安裝頂桿(8)緊密嵌于環形套筒(6)內，測量前，球形測點(5)埋置于工作面前方未開挖區域的頂板圍巖中，柱形刻度管(1)固定在施工橫通道側壁上，柱形刻度管(1)的軸向與水平面垂直。

2.根據權利要求1所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：所述聯通管(9)由通氣管(3)和通液管(4)包裹于剛性外護套(13)內而構成，通氣管(3)兩端分別與柱形刻度管(1)上端和球形測點(5)上端相連，通液管(4)兩端分別與柱形刻度管(1)下端和球形測點(5)下端相連。

3.根據權利要求2所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：所述柱形刻度管(1)的體積小于球形測點(5)的體積的50％，保證在球形測點(5)隨頂板圍巖沉降過程中，球形測點(5)空腔內的液體不會從上端通氣管(3)溢出。

4.根據權利要求1所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：所述戳土結構(7)和環形套筒(6)軸向位于同一直線且穿過圓心，并與水平向的夾角呈10-30度。

5.根據權利要求1所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：所述單通閥門(2)保證球形測點(5)內氣體只能夠單向進入柱形刻度管(1)。

6.根據權利要求1所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：所述柱形刻度管(1)外部刻有刻度，且零刻度位于管身上部。

7.根據權利要求1所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置，其特征在于：該裝置使用時，球形測點(5)和頂板圍巖的鉆孔之間充滿膨化劑(10)。

8.應用權利要求1所述的隧道頂板圍巖位移測量裝置的方法，其特征在于：包括步驟如下：

S1：沿工作面傾斜向上鉆孔，鉆進角度等于戳土結構(7)與水平向之間的夾角，鉆進至隧道頂板開挖輪廓線外停止；

S2：將安裝頂桿(8)嵌入球形測點(5)的環形套筒(6)中，將球形測點(5)送至鉆孔頂端，使戳土結構(7)插入孔頂的巖土體中；

S3：取出安裝頂桿(8)，搗入與鉆孔同直徑的圓塞(11)，然后在圓塞(11)與孔頂所形成的空腔內打入膨化劑(10)，從而將球形測點(5)與巖土體固結為一體；

S4：將柱形刻度管(1)緩慢抬升至液面與零刻度重合，并固定在施工橫通道側壁上，再次調平；

S5：隨著工作面的推進，記錄柱形刻度管(1)液面的下降值h，進一步推算由于開挖所引起的頂板圍巖沉降值Δh。