CN102768018B - 一种地下工程岩体位移激光测量装置 - Google Patents

一种地下工程岩体位移激光测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下工程岩体位移激光测量装置，其特征在于包括：作为收敛位移两个测点的反光片和激光仪定位装置；激光仪定位装置包括支座，通过定位螺栓固定在支座上的激光测距器夹持架，激光测距器夹持架同支座接触面上设有锁紧螺栓，在支座上同锁紧螺栓移动轨迹相对应的位置设有弧形滑槽；激光测距器夹持架上设有用于放置激光测距器的直角挡槽。该装置通过支座本体与激光夹持架的配合安装，可以灵活地调整激光测距器的角度，通过支座上标记画痕，对激光测距器定位，解决激光测距器的定位不准的问题。激光测距器与激光夹持架分开，使整个监测过程采用一台便携的激光测距器即可满足要求，具有结构简单和成本低廉的特点。

Description

一种地下工程岩体位移激光测量装置
技术领域
本发明涉及一种非接触测量大断面地下工程变形的装置，尤其涉及一种地下工程岩体位移激光测量装置。
背景技术
我国地下工程的建设方兴未艾，由于地下工程的复杂性和非确定性，新奥法、信息化施工为代表的反馈分析方法已经成为隧道建设的主要理念，其核心是通过围岩监测位移来反分析参数并控制围岩稳定性。在监测项目中，洞周收敛数据能够反映围岩综合变化信息，是最受到人们重视的关键测项之一。
传统的围岩收敛监测方法采用收敛仪，方便易行，但是对于洞室尺寸有一定限制。随着基础建设的增加，涌现出越来越多的大断面地下工程结构，传统的围岩收敛计很难操作和实施。如果采用昂贵的全站仪监测方法，则存在搬动和操作复杂的局限性，很难满足要求天天进行的地下工程常规监测要求。如何进行大断面地下空间日常监测并进行快速的反馈分析已经成为影响大断面隧道信息化施工能否正常进行的重要问题。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种地下工程岩体位移激光测量装置。本发明采用的技术方案如下：
一种地下工程岩体位移激光测量装置，其特征在于包括：作为收敛位移两个测点的反光片和激光仪定位装置；
所述激光仪定位装置设置在围岩侧墙或者基坑附近平地上，所述反光片设置在围岩侧墙或者基坑侧壁上；
所述激光仪定位装置包括：
通过膨胀螺栓固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上的支座；
通过定位螺栓固定在支座上的激光测距器夹持架，所述激光测距器夹持架能够绕定位螺栓自由旋转；所述激光测距器夹持架同支座接触面上设有锁紧螺栓，在支座上同锁紧螺栓移动轨迹相对应的位置设有弧形滑槽；
所述激光测距器夹持架上设有用于放置激光测距器的直角挡槽，所述直角挡槽由用于放置激光测距器的托板和用于对激光测距器进行限位的挡板构成。
同所述定位螺栓和锁紧螺栓相配合的螺母为防水螺母，并在防水螺母下面安装弹簧片。
所述支座通过其后端的固定板固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上。
所述固定在围岩侧墙上时固定板采用平板。
所述固定在基坑附近平地上时固定板采用L形固定板。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的监测装置，通过支座本体与激光夹持架的配合安装，可以灵活地调整激光测距器的角度，通过支座上标记画痕，对激光测距器定位，解决激光测距器的定位不准的问题。激光测距器与激光夹持架分开，使整个监测过程采用一台便携的激光测距器即可满足要求，具有结构简单和成本低廉的特点。
附图说明
图1为暗挖隧道位移测量时所使用激光仪定位装置的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为利用本发明所述装置进行大断面暗挖隧道位移测量时的示意图；
图4为本发明明挖基坑位移测量时所使用激光仪定位装置的结构示意图；
图5为利用本发明所述装置进行大断面明挖基坑位移测量时的示意图。
具体实施方式
本发明所述装置要监测的是隧道的收敛位移，收敛位移是隧道工程中最重要的监测数据，是指隧道围岩表面两点之间的相对位移。激光仪同反光片进行测量，大断面隧道收敛位移监测存在着常规收敛仪无法操作和一般激光仪无法定位的问题，全站仪比较昂贵，携带也不方便。
本发明所述装置的具体结构如1至图5所示，该地下工程岩体位移激光测量装置包括：作为收敛位移两个测点的反光片1和激光仪定位装置2；所述激光仪定位装置2设置在围岩侧墙或者基坑附近平地上，所述反光片1设置在围岩侧墙或者基坑侧壁上；所述激光仪定位装置2包括：通过膨胀螺栓24固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上的支座21；通过定位螺栓23固定在支座21上的激光测距器夹持架22，所述激光测距器夹持架22能够绕定位螺栓23自由旋转；所述激光测距器夹持架22同支座21接触面上设有锁紧螺栓26，在支座21上同锁紧螺栓26移动轨迹相对应的位置设有弧形滑槽；所述激光测距器夹持架22上设有用于放置激光测距器25的直角挡槽，所述直角挡槽由用于放置激光测距器25的托板221和用于对激光测距器25进行限位的挡板222构成。同所述定位螺栓23和锁紧螺栓26相配合的螺母为防水螺母28，并在防水螺母28下面安装弹簧片27。所述支座21通过其后端的固定板固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上。所述固定在围岩侧墙上时固定板采用平板。所述固定在基坑附近平地上时固定板采用L形固定板。
使用时，激光夹持架上含有直角挡槽可以定位摆放激光测距，发射测点处的激光夹持架的倾斜角度可以通过弧形滑槽的位置进行调整，与待测反光片所在的接受测点对准后，由防水螺母锁定，并采用滑石笔或钢尖笔在支座上标记画痕，作为测量定位标记。监测时固定支座和反光片事先根据发射测点和接受测点的位置固定，分别对应收敛位移相对的两个测点。监测人员只需按照监测周期，携带使用轻便的激光测距器，轮换在支架上定位，监测和采集位移数据，并将数据自动存储起来。
具体应用实例如下：
进行大断面收敛位移测量时，首先根据暗挖隧道还是明挖隧道的类型选择合理的监测布置型式，根据测线的位置安装激光夹持器支架发射测点（图3、5中的标号为2的点）和反光片接受测点（图3、5中的标号为1的点）。安装之后测读获得两个测点之间的距离初值，然后按照固定监测周期一般是每天一次进行两点之间的距离监测，激光仪具有监测值在线报警和数据存储功能，存储数据转入PC电脑的数据处理器。现以暗挖隧道图3为例来说明大断面收敛位移测量的过程：首先选择一个隧道断面，根据收敛位移的测线布置要求参考设计图纸或者规范的要求将激光仪定位装置2安装在隧道侧壁底部，反光片1贴在对面侧壁顶部，通过激光发射到反光片上，测得两点之间的距离，按照监测周期将便携式激光测距仪安装在定位装置上进行监测，如果隧道围岩发生变形，测得的两点之间的距离就会发生变化，将监测的位移保存在激光测距仪上。测完两点之间位移数据，再监测如图3所示标号为5和6两点之间的距离。该断面监测完成之后，再用同样方法进行下一个断面的监测，明挖隧道的监测方法与此类似。每次巡测依次测量获得每个断面的收敛位移，巡测完成之后，可以将激光测距器存储的监测数据转移到PC电脑的数据处理器上。
通过定位装置将便携轻快的激光发射装置定位和固定在支座结构上，并通过激光发射自动获取到反光片的距离，从而获得大断面隧道围岩相应的收敛变形数据，以激光无接触测距方式取代传统的收敛尺方式。监测获得的收敛监测数据存储起来，并转送到计算机处理器进行处理方便又快捷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种地下工程岩体位移激光测量装置，其特征在于包括：作为收敛位移两个测点的反光片(1)和激光仪定位装置(2)；
所述激光仪定位装置(2)设置在围岩侧墙或者基坑附近平地上，所述反光片(1)设置在围岩侧墙或者基坑侧壁上；
所述激光仪定位装置(2)包括：
通过膨胀螺栓(24)固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上的支座(21)；
通过定位螺栓(23)固定在支座(21)上的激光测距器夹持架(22)，所述激光测距器夹持架(22)能够绕定位螺栓(23)自由旋转；所述激光测距器夹持架(22)同支座(21)接触面上设有锁紧螺栓(26)，在支座(21)上同锁紧螺栓(26)移动轨迹相对应的位置设有弧形滑槽；
所述激光测距器夹持架(22)上设有用于放置激光测距器(25)的直角挡槽，所述直角挡槽由用于放置激光测距器(25)的托板(221)和用于对激光测距器(25)进行限位的挡板(222)构成；所述支座(21)通过其后端的固定板固定在围岩侧墙或者基坑附近平地上；所述固定在围岩侧墙上时固定板采用平板；所述固定在基坑附近平地上时固定板采用L形固定板；所述定位螺栓(23)和锁紧螺栓(26)相配合的螺母为防水螺母(28)，并在防水螺母(28)下面安装弹簧片(27)；
使用时，激光夹持架(22)上含有直角挡槽定位摆放激光测距器(25)，发射测点处的激光夹持架的倾斜角度通过弧形滑槽的位置进行调整，与待测反光片所在的接受测点对准后，由防水螺母锁防水螺母(28)定位，并采用滑石笔或钢尖笔在支座上标记画痕，作为测量定位标记；监测时固定支座和反光片事先根据发射测点和接受测点的位置固定，分别对应收敛位移相对的两个测点。
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