CN102322854B - 隧道监控量测点及tsp炮孔布设装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置与方法，装置包括调平指示器，调平指示器固定在滑动圆盘上，滑动圆盘上装有激光测距器和操作按钮，滑动圆盘置于滑行轨道凹槽中，滑行轨道置于调平底座上，调平底座与滑行凹槽可相对转动，调平底座通过三个调节螺旋与仪器底座相连接，整个装置放置于仪器支架上。本发明还公开了隧道监控量测点的布设方法，解决了监控量测中布设断面难以垂直隧道轴线问题，同时该装置可用于隧道TSP炮孔的布设，节省TSP参数测量时间。与前人研究相比，该装置使监控量测中布设断面垂直隧道轴线，提高量测数据的合理性。

Description

隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置与方法
技术领域
本发明涉及一种隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置与方法。
背景技术
随着对地下工程的受力特点及其复杂性认识的加深，自20世纪50年代以来，国际上就开始通过对地下工程的现场量测来监视围岩和支护的稳定性，并应用现场量测结果修正设计和指导施工。原理是根据现场量测所得数据进行数值分析和理论解析，做出更为接近工程世纪的判断，以此来修正支护参数和指导施工。拱顶下沉及周边位移是监控量测的必测项目，通过在一个断面上埋设三个测点，用收敛计测量获得相应数据，然而，当前测点的埋设方法精度不高，难以保证测点所在断面垂直隧道轴线，影响测量数据的真实性。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，操作简便，用于监控量测点准确埋设的装置，采集准确、实际的监控量测数据，有利于测量数据的分析处理结果与实际情况相符，以此来修正隧道支护参数和指导施工。
本发明还提供用上述的隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的一种隧道监控量测点布设方法和隧道TSP炮孔布设方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置，包括仪器底座，仪器底座上通过多个调节螺旋与调平底座相连，调平底座上设有滑行轨道，滑行轨道上设有滑行轨道凹槽，滑行轨道凹槽中设有滑动圆盘，滑动圆盘上设有调平指示器、激光测距器和至少一个操作按钮。
所述操作按钮为两个。分别为操作按钮A和操作按钮B。操作按钮A控制激光测距器沿左右两侧沿水平方向和竖直方向发射激光，操作按钮B控制激光测距器沿操作按钮A发射激光所确定的平面内沿TSP规定的预设线路发射激光。
上述装置使监控量测布设断面垂直于隧道轴线，提高测量数据的合理性。
使用上述的隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的一种隧道监控量测点布设方法：
A.将仪器支架放置在隧道轴线附近，然后将隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置安放到仪器支架上；
B.调节调节螺旋，使调平指示器中的气泡居中；
C.打开激光测距器，按下操作按钮，使激光测距器向左右两侧沿水平方向各发射一束激光，竖直方向发射一束激光，来回滑动位于滑行轨道凹槽中的滑动圆盘，当水平方向上的两个读数一致时，固定滑动圆盘；
D.不断旋转滑行轨道，使水平方向上的两个读数取得最小值，固定滑行轨道，此时激光源位于隧道轴线上，且其指示的三个点所在断面垂直隧道轴线；
E.在激光测距器指示的三个点位置处安设带钩的侧桩。
使用上述的隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的隧道TSP炮孔布设方法：
A.将仪器支架放置在距隧道边墙约6m处，然后将整个装置放到仪器支架上；
B.调节三个调节螺旋，使调平指示器中的气泡居中；
C.将激光测距器放倒在滑动圆盘上，按下操作按钮，使激光测距器沿沿水平方向发射一束激光，旋转滑行轨道，使激光测距器至隧道边墙距离读数最小，固定滑行轨道；
D.来回滑动位于滑行轨道凹槽中的滑动圆盘，使激光测距器至隧道边墙距离为6m，固定滑动圆盘，此时激光源距隧道边墙垂直距离为6m；
E.按下操作按钮，根据TSP规定，炮孔间距为1.5m，在已发射激光所确定的平面内，激光测距器沿预设线路发射24束激光，在激光处做标记，然后在标记处打孔。
“TSP规定”指的是安排TSP 203PLUS野外操作及数据采集手册中炮孔布置要求。
本发明按照实际工程中测点埋设断面需垂直隧道轴线的要求，在装置中设计了一个可旋转滑行轨道，通过滑行轨道的转动及激光测距器在滑行轨道上滑动，使激光测距器的光源位于隧道轴线上，且所测水平向距离最小，此时三个点所在断面垂直隧道轴线，准确布设监控量测点。用于TSP炮孔布设时，激光线路是以激光测距器距隧道边墙6m为前提预先计算好的，24条线路之间的角度计算结果如图1所示。
放置好仪器支架后，整个装置通过仪器底座固定在仪器支架上，调节三个调节螺旋，使调平指示器的气泡居中，此时调平底座及其上部装置均处于水平状态；通过滑动圆盘沿滑行轨道来回滑动，布设监控量测点时使激光测距器至两侧边墙距离相等，而布设TSP炮孔时使激光测距器与边墙垂直距离为6m；滑行轨道可相对调平底座转动，使激光测距器至隧道边墙(两侧或一侧)距离取得最小值；两个操作按钮和激光测距器相互配合，实现布设监控量测点或TSP炮孔的目的。
本发明研究了隧道监控量测点的布设方法，解决了监控量测中布设断面难以垂直隧道轴线问题，同时该装置可用于隧道TSP炮孔的布设，节省TSP参数测量时间。与前人研究相比，该装置使监控量测中布设断面垂直隧道轴线，提高量测数据的合理性。
本发明解决了监控量测中布设断面难以垂直隧道轴线问题，同时该装置可用于隧道TSP炮孔的布设，节省TSP参数测量时间，具有以下优点：
1、保证布设断面垂直隧道轴线，提高量测数据合理性；
2、精确TSP炮孔位置，后续准备工作时无需测量孔间距，节省几何参数测量时间。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是激光路线图；
图4是图3中相邻两束激光间的夹角，图3中与0-1相邻的两束激光夹角为14.250°，对应着图4中最上端数值，其下方数值依次对应着图3中0-1两侧相邻两束激光的夹角。
其中1.调平指示器；2.滑动圆盘；3.激光测距器；4.操作按钮；5.滑行轨道；6.调平底座；7.仪器底座，8.调节螺旋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示，一种隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置，包括仪器底座7，仪器底座7上通过多个调节螺旋8与调平底座6相连，调平底座6上设有滑行轨道5，滑行轨道5上设有滑行轨道凹槽，滑行轨道凹槽中设有滑动圆盘2，滑动圆盘2上设有调平指示器1、激光测距器3和至少一个操作按钮4。
所述操作按钮4为两个。分别为操作按钮A和操作按钮B操作按钮(如图3所示)。A控制激光测距器3沿左右两侧沿水平方向和竖直方向发射激光，操作按钮B控制激光测距器3沿操作按钮A发射激光所确定的平面内沿TSP规定的预设线路发射激光。
使用上述的隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的一种隧道监控量测点布设方法：
A.将仪器支架放置在隧道轴线附近，然后将隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置安放到仪器支架上；
B.调节调节螺旋，使调平指示器1中的气泡居中；
C.打开激光测距器，按下操作按钮A，使激光测距器3向左右两侧沿水平方向各发射一束激光，竖直方向发射一束激光，并注意观察0-2、0-3方向所测距离，来回滑动位于滑行轨道凹槽中的滑动圆盘2，当水平方向上的两个读数一致时(0-2、0-3方向所测距离相等时)，固定滑动圆盘2；
D.不断旋转滑行轨道5，并注意水平方向所测距离，不断旋转滑行轨道5，使水平方向上的两个读数(使0-2、0-3方向所测距离)取得最小值，固定滑行轨道5，此时激光源(激光测距器3上0点)位于隧道轴线上，且其指示的三个点所在断面垂直隧道轴线；
E.在激光测距器3指示的三个点位置处安设带钩的侧桩。
使用上述的隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的隧道TSP炮孔布设方法：
A.将仪器支架放置在距隧道边墙约6m处，然后将整个装置放到仪器支架上；
B.调节三个调节螺旋8，使调平指示器1中的气泡居中；
C.将激光测距器3放倒在滑动圆盘2上，按下操作按钮A，使激光测距器3沿沿水平方向发射一束激光，并注意观察0-1方向所测距离，旋转滑行轨道5，使激光测距器至隧道边墙距离(即0-1方向所测距离)读数最小，固定滑行轨道5；
D.来回滑动位于滑行轨道凹槽5中的滑动圆盘2，使激光测距器至隧道边墙距离(即0-1方向所测距离)为6m，固定滑动圆盘2，此时激光源(即光测距器3上0点)距隧道边墙垂直距离为6m；
E.按下操作按钮B，根据TSP规定，炮孔间距为1.5m，在已发射激光所确定的平面内，激光测距器3沿预设线路发射24束激光，在激光处做标记，然后在标记处打孔。
“TSP规定”指的是安排TSP 203PLUS野外操作及数据采集手册中炮孔布置要求。
放置好仪器支架后，整个装置通过仪器底座固定在仪器支架上，调节三个调节螺旋8，使调平指示器1的气泡居中，此时调平底座6及其上部装置均处于水平状态；通过滑动圆盘沿滑行轨道来回滑动，布设监控量测点时使激光测距器至两侧边墙距离相等，而布设TSP炮孔时使激光测距器3与边墙垂直距离为6m；滑行轨道5可相对调平底座6转动，使激光测距器3至隧道边墙(两侧或一侧)距离取得最小值；两个操作按钮4和激光测距器3相互配合，实现布设监控量测点或TSP炮孔的目的。
图4是图3中相邻两束激光间的夹角，图3中与0-1相邻的两束激光夹角为14.250°，对应着图4中最上端数值，其下方数值依次对应着图3中0-1两侧相邻两束激光的夹角。

Claims (2)

1.使用隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的一种隧道监控量测点布设方法，其特征在于，所述隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置包括仪器底座，仪器底座上通过多个调节螺旋与调平底座相连，调平底座上设有滑行轨道，滑行轨道上设有滑行轨道凹槽，滑行轨道凹槽中设有滑动圆盘，滑动圆盘上设有调平指示器、激光测距器和至少一个操作按钮；所述方法为：
A.将仪器支架放置在隧道轴线附近，然后将隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置安放到仪器支架上；
B.调节调节螺旋，使调平指示器中的气泡居中；
C.打开激光测距器，按下操作按钮，使激光测距器向左右两侧沿水平方向各发射一束激光，竖直方向发射一束激光，来回滑动位于滑行轨道凹槽中的滑动圆盘，当水平方向上的两个读数一致时，固定滑动圆盘；
D.不断旋转滑行轨道，使水平方向上的两个读数取得最小值，固定滑行轨道，此时激光源位于隧道轴线上，且其指示的三个点所在断面垂直隧道轴线；
E.在激光测距器指示的三个点位置处安设带钩的侧桩。
2.使用隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置的隧道TSP炮孔布设方法，其特征在于，所述隧道监控量测点及TSP炮孔布设装置包括仪器底座，仪器底座上通过多个调节螺旋与调平底座相连，调平底座上设有滑行轨道，滑行轨道上设有滑行轨道凹槽，滑行轨道凹槽中设有滑动圆盘，滑动圆盘上设有调平指示器、激光测距器和至少一个操作按钮；所述方法为：
A.将仪器支架放置在距隧道边墙约6m处，然后将整个装置放到仪器支架上；
B.调节三个调节螺旋，使调平指示器中的气泡居中；
C.将激光测距器放倒在滑动圆盘上，按下操作按钮，使激光测距器沿沿水平方向发射一束激光，旋转滑行轨道，使激光测距器至隧道边墙距离读数最小，固定滑行轨道；
D.来回滑动位于滑行轨道凹槽中的滑动圆盘，使激光测距器至隧道边墙距离为6m，固定滑动圆盘，此时激光源距隧道边墙垂直距离为6m；
E.按下操作按钮，根据TSP规定，炮孔间距为1.5m，在已发射激光所确定的平面内，激光测距器沿预设线路发射24束激光，在激光处做标记，然后在标记处打孔。
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