[發明專利]一種隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202211325605.9
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN116105650A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 韓冰;姜函;馮衛星;劉柳;高桂鳳;祝煥然;王晨星;楊策;楊騰;于明;黎林
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01C5/04
• 代理公司: 西安渭之藍知識產權代理有限公司 61282
• 代理人: 劉振

1.一種隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：包括全站儀(16)、埋設在圍巖內部測點處的第一靜力水準儀(2)、設置在測量孔口(15)處的第二靜力水準儀(7)和鋼絲位移計(12)；所述的第一靜力水準儀(2)和第二靜力水準儀(7)通過水管(10)與外部的儲水箱(6)聯通，實現對內部測點和測量孔口(15)之間豎向位移的測量；

所述的鋼絲位移計包括鋼絲測線(4)、滑輪(11)和鋼絲位移計(12)，所述的鋼絲測線(4)固定在第一靜力水準儀(2)的外殼(22)上，滑輪(11)和鋼絲位移計(12)設置在測量孔口處，鋼絲測線(4)跨過滑輪(11)連接至鋼絲位移計(12)上，實現對測孔內部測點與孔口的距離測量；所述的全站儀(16)設置在隧道內，測量孔口(15)處設置有反光貼片(8)，全站儀(16)瞄準所述的反光貼片(8)，并獲取測量孔口處的二維坐標參數。

2.根據權利要求1所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：第一靜力水準儀(2)、第二靜力水準儀(7)和儲水箱(6)之間聯通有氣管(9)。

3.根據權利要求1所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：在隧道內部設有基準點(18)，全站儀(16)瞄準所述的基準點(18)，并獲取基準點的二維坐標參數。

4.根據權利要求1所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：在內部測點與測量孔口(15)之間設置有保護套管(14)，第一靜力水準儀(2)、鋼絲測線(12)、水管(10)和氣管(9)均設置在保護套管(14)內。

5.根據權利要求1所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：在保護套管(14)與孔壁之間填充水泥砂漿(3)。

6.根據權利要求1所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：第一靜力水準儀(2)的外殼與孔底、外殼與孔壁之間填充有錨固劑或水泥砂漿(3)。

7.根據權利要求1所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置，其特征在于：第一靜力水準儀(2)的外殼(22)上設置有錨栓(21)，鋼絲測線(4)通過錨鉤(13)與錨栓(21)連接。

8.利用權利要求1至7任意之一所述的隧道邊墻圍巖內部絕對位移測量裝置實現隧道邊墻圍巖內部絕對位移的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

【1】測試系統安裝

在隧道邊墻圍巖鉆孔，安裝第一靜力水準儀(2)、第二靜力水準儀(7)、鋼絲位移計(12)和反光貼片(8)，架設全站儀(16)后，進行注漿封孔；

【2】參數測量

【2.1】采用全站儀測量反光貼片(8)的坐標初始值及基準點坐標，獲取孔口絕對位移量x₁和y₁；

【2.2】采用鋼絲位移計(12)測量內部測點與測量孔口(15)之間的距離的變化Δl，其中測點與孔口之間的距離初始值為l₁；

【2.3】采用第一靜力水準儀(2)和第二靜力水準儀(7)測量內部測點與測量孔口處的高差Δy；

【3】測點位移計算

【3.1】內部測點的垂直絕對位移為y₂＝y₁-Δy；

【3.2】內部測點的水平絕對位移為x₂＝x₁+l₁+Δx-l₂；

其中l₂＝l₁-Δl表示發生位移后的內部測點與測量孔口之間的直線距離；

表示發生位移后的內部測點與測量孔口之間的水平距離；

其中：

x₁—測量孔口處絕對水平位移，由全站儀測量得到；

y₁—測量孔口處絕對垂直位移，由全站儀測量得到；

Δl—內部測點與測量孔口之間的直線距離變化，由鋼絲位移計測量得到；

l₁—內部測點與測量孔口之間的初始直線距離；

Δy—內部測點與測量孔口之間的高差變化值，由靜力水準儀測量得到；

l₂—位移發生后內部測點與測量孔口之間的直線距離；

Δx—位移發生后內部測點與測量孔口之間的水平距離；

x₂—內部測點處絕對水平位移；

y₂—內部測點處絕對垂直位移。