[發明專利]適應于圍巖大變形的大量程激光位移測量儀

在審

• 申請號: 202310105833.3
• 申請日: 2023-02-13
• 公開（公告）號: CN116399247A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 丁秀麗;黃書嶺;韓鋼;張雨霆;郁培陽;何軍;張練;于國起;馬旭強;陳立祥
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;王月玲

本發明公開了一種適應于圍巖大變形的大量程激光位移測量儀，包括置于巖石鉆孔內的外套筒，所述外套筒靠近鉆孔內部的端面連接有固定件，所述固定件靠近外套筒筒內的端面連接有朝向鉆孔外部延伸的拉桿；所述拉桿靠近固定件端穿套有導柱，所述導柱與外套筒內壁、拉桿均抵接，所述拉桿靠近鉆孔外部端穿套有與拉桿垂直布置的測距擋板；所述導柱朝向鉆孔外部的端面抵接有內套筒，所述測距擋板置于內套筒筒內，所述測距擋板朝向鉆孔外側間隔設置有激光傳感器，且所述激光傳感器置于內套筒筒內。本發明不僅能夠實現1m的最大量程，適應于圍巖地形大變形的實時監測，而且能夠通過止逆爪的特殊結構將測量儀整體固定在鉆孔內。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，具體地指一種適應于圍巖大變形的大量程激光位移測量儀。

背景技術

地下工程建設與運營全生命周期中，必須要對圍巖的安全狀態實時監測和評價，其中，圍巖變形是進行圍巖安全穩定評價的關鍵指標。尤其是在具有圍巖大變形的地層開挖地下隧道(或洞室)，經常會發生圍巖大變形破壞，此時，圍巖變形的實時監測顯得尤為重要。

目前，常見的圍巖變形監測手段主要包括圍巖表面收斂監測和圍巖內部位移監測。其中，安裝于圍巖內部的位移測量儀器一般需在構筑物整個壽命周期內使用，因此，這些儀器必須具有良好耐久性、較強抗腐蝕性，同時還需要易于安裝、操作簡單。

現有技術中一般采用振弦式多點位移計測量地下隧道(或洞室)圍巖的內部變形，安裝時首先將多點位移計放入鉆孔中，然后在鉆孔中澆筑混凝土將多點位移計固定在鉆孔內，達到長期測量圍巖變形的目的。

多點位移計測量精度較高，但是其存在如下缺點：第一，最大量程較小，一般不大于30cm，往往無法適用于隧道(或洞室)工程中出現的米級變形；第二，多點位移計在安裝過程中需要在鉆孔內灌漿將其固定，安裝過程較繁瑣。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明提出一種適應于圍巖大變形的大量程激光位移測量儀，其最大量程可達到1m，適應于圍巖地形大變形的實時監測，同時安裝過程簡單，無需在鉆孔內通過灌漿方式將測量儀固定，減少工作人員的勞動強度。

為達到上述目的，本發明所設計的一種適應于圍巖大變形的大量程激光位移測量儀，包括置于巖石鉆孔內的外套筒，其特別之處在于：所述外套筒靠近鉆孔內部的端面連接有固定件，所述固定件靠近外套筒筒內的端面連接有朝向鉆孔外部延伸的拉桿；

所述拉桿靠近固定件端穿套有導柱，所述導柱與外套筒內壁、拉桿均抵接，所述拉桿靠近鉆孔外部端穿套有與拉桿垂直布置的測距擋板；

所述導柱朝向鉆孔外部的端面抵接有內套筒，所述內套筒貼合外套筒內壁延伸出外套筒且能夠朝向鉆孔外部自由運動，所述測距擋板置于內套筒筒內，所述測距擋板朝向鉆孔外側間隔設置有激光傳感器，且所述激光傳感器置于內套筒筒內；

所述固定件外周、所述內套筒延伸出外套筒外周分別套設有止逆爪，所述止逆爪包括呈圓周布置的若干個彈片，每個所述彈片均朝向鉆孔外部發散延伸，且圓周布置的彈片構成的發散直徑大于鉆孔直徑。

進一步地，所述內套筒靠近鉆孔外部端面設置有筒蓋，所述筒蓋與內套筒之間通過螺紋連接，所述內套筒上的止逆爪設置在筒蓋外周。

更進一步地，所述筒蓋筒壁上開鑿有用于穿過激光傳感器導線的導線孔。

更進一步地，所述激光傳感器導線外周包裹有密封材料，所述密封材料采用聚四氟乙烯制造。

更進一步地，所述止逆爪包括包裹在筒體外周、且呈對稱布置的C型卡箍，所述彈片均勻固定在C型卡箍四周，每個所述C型卡箍端部均朝徑向延伸有連接片，每個所述連接片上均開鑿有連接孔，對稱布置的C型卡箍之間通過連接孔內的螺栓連接。

進一步地，所述導柱朝向鉆孔內側間隔設置有拉桿支撐蓋，所述拉桿支撐蓋與外套筒內壁螺紋連接。