CN107063213B - 一种适用于黄土地质隧道的地表监测点及布设装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于黄土地质隧道的地表监测点及布设装置及方法，它解决了土体内监测点的有效布置的问题，便测点埋设后填充混凝土，方便混凝土固定成型，满足隧道地表监测点埋设的规范，保证混凝土的形状和尺寸满足规范要求；底端部分采用锥形钻头可方便监测点夯入土体内，提高布设地表监测点的工作效率，其技术方案为：包括埋设杆，所述埋设杆底端连接锥形钻头，所述埋设杆与混凝土填充槽固定连接，所述混凝土填充槽中部带有开孔，埋设杆穿过开孔设置，所述埋设杆顶端带有十字形叉丝。

Description

一种适用于黄土地质隧道的地表监测点及布设装置及方法

技术领域

本发明涉及隧道监测点布置技术领域，特别是涉及一种适用于黄土地质隧道的地表监测点及布设装置及方法。

背景技术

我国西部地区隧道工程数量越来越多，而我国西部属多山地区,黄土地质隧道偏多。隧道施工中需要使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护、衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价。

隧道的监控量测内容主要包括：地表沉降、拱顶下沉和周边收敛。通过监控量测，了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，判断围岩的稳定性，支护、衬砌的可靠性；弥补理论分析过程中存在的不足，把监测结果反馈设计，指导施工，为修改施工方法，调整围岩级别、变更支护设计参数；对施工中可能出现的事故和险情进行预报，以便及时采取措施，防患于未然。

隧道地表监测点一般埋设在隧道洞身上所覆盖的土体内，受隧道地形和山上缺水缺电的影响，一些施工设备不易在山上使用，给隧道地表监测点的埋设造成了很大的困难。目前在黄土地质隧道施工现场地表监测点一般采用普通螺纹钢筋，使用人工锤将其夯击到地下2m左右，四周采用混凝土固定的方法。这种工作方法既费力又耗时，影响地表监测点的埋设效率。如何快速省力的在地形和施工条件较差的山上埋设地表监测点，是目前亟待解决的一个技术难题。

综上所述，现有技术中对于土体内监测点的有效布置的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种适用于黄土地质隧道的地表监测点，上端带有混凝土填充槽，方便测点埋设后填充混凝土，保证混凝土的形状和尺寸满足规范要求；底端部分采用锥形钻头可方便测点夯入土体内；

进一步的，本发明采用下述技术方案：

一种适用于黄土地质隧道的地表监测点，包括埋设杆，所述埋设杆底端连接 锥形钻头，所述埋设杆与混凝土填充槽固定连接，所述混凝土填充槽中部带有开孔，埋设杆穿过开孔设置，所述埋设杆顶端带有十字形叉丝。

进一步的，所述锥形钻头和埋设杆为一体成型。

进一步的，所述混凝土填充槽为上部开口的盒形结构。

进一步的，所述锥形钻头为石墨烯材料制成。

一种适用于黄土地质隧道的地表监测点的布设装置，包括工作底台，所述工作底台设有掏槽，所述工作底台上设置支撑装置，所述支撑装置连接上下移动装置，上下移动装置带动夯击锤上下移动。

进一步的，所述支撑装置包括竖直设置于工作底台的连接伸缩杆，所述连接伸缩杆顶部设置固定杆。

进一步的，所述固定杆呈十字形交叉设置。

进一步的，所述上下移动装置包括设置于支撑装置的定滑轮，所述定滑轮通过滑绳与动滑轮工作组连接，动滑轮工作组下部与夯击锤连接。

更进一步的，所述滑绳绕过定滑轮后与摇盘连接。

进一步的，所述掏槽内配合放置监测点，所述夯击锤对应设置于掏槽上部。

进一步的，所述工作底台底部带有固定锥头。

一种适用于黄土地质隧道的地表监测点的布设装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：在设定位置挖置大于混凝土填充槽的土坑，将布设装置以该土坑为中心放置；

步骤2：将地表监测点通过布设装置的掏槽放置竖直，将地表监测点锥形钻头插入土体内；

步骤3：将夯击锤挂置在动滑轮工作组的底端，通过摇盘将其升高至设定高度，转动摇盘，夯击锤下落夯击地表监测点；

步骤4：重复步骤3，直至地表监测点打入地表内；

步骤5：将混凝土填入混凝土填充槽以固定地表监测点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的地表监测点上端带有混凝土填充槽，方便测点埋设后填充混凝土，方便混凝土固定成型，满足隧道地表监测点埋设的规范，保证混凝土的形状和尺 寸满足规范要求；底端部分采用锥形钻头可方便监测点夯入土体内，提高布设地表监测点的工作效率。

本发明的地表监测点的埋设装置，作为地表监测点布设的辅助装置，可以通过重物夯击将监测点埋入地表下约2m深来节省人力，提高工作效率。本发明解决了在黄土地质隧道布设地表监测点时费力和耗时的困难。

本发明的布设装置采用可拆卸结构，方便地表监测点布设装置携带至隧道地表上，结构简单可以快速安装提高工作效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的地表监测点的结构示意图；

图2是本发明的地表监测点混凝土填充槽的结构示意图；

图3是本发明的地表监测点布设装置的结构示意图；

图中，1.埋设杆，2.混凝土填充槽，3.锥形钻头，4.工作底台，5.方形掏槽，6.工作台固定锥头，7.连接伸缩杆，8.固定杆，9.动滑轮工作组，10.定滑轮，11.摇盘，12.夯击锤。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在土体内监测点的有效布置的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种适用于黄土地质隧道的地表监测点及布设装置及方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种适用于黄土地质 隧道的地表监测点，包括埋设杆1、混凝土填充槽2、锥形钻头3。埋设杆1上部有十字型叉丝，方便测量仪器找准基准点进行量测。混凝土填充槽2与埋设杆1采用焊接的方式连接，埋设杆1底端连接锥形钻头3，锥形钻头3与埋设杆1一体，其采用石墨烯材料，石墨烯硬度较高，方便地表监测点打入土中。

混凝土填充槽2采用方形结构，根据隧道地表监测点埋设规范设置尺寸，保证满足地表监测点布设的相关规范要求。

如图2所示，混凝土填充槽2中部带有开孔，埋设杆1穿过开孔设置，混凝土填充槽2采用钢板焊接成方形与埋设杆1连接。

地表监测点上端带有混凝土填充槽，方便测点埋设后填充混凝土，方便混凝土固定成型，满足隧道地表监测点埋设的规范，保证混凝土的形状和尺寸满足规范要求；底端部分采用锥形钻头可方便监测点夯入土体内，提高布设地表监测点的工作效率。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种适用于黄土地质隧道的地表监测点的布设装置，如图3所示，包括工作底台4、方形掏槽5、工作台固定锥头6、连接伸缩杆7、固定杆8、动滑轮工作组9、定滑轮10、摇盘11、夯击锤12。连接伸缩杆7、固定杆8组成支撑装置，四根连接伸缩杆7竖直设置于工作底台四角，连接伸缩杆7顶部设置固定杆8，固定杆8呈十字形交叉设置，提高该布设装置的稳定性。固定杆8底部连接动滑轮工作组9，动滑轮工作组9底部连接夯击锤12，定滑轮10固定于连接伸缩杆7之间的连接杆上，动滑轮工作组9和定滑轮10构成滑轮组系统与摇盘11通过钢线(即滑绳)连接，通过摇盘11的转动控制夯击锤12的高度。摇盘11上可设置控制阀，控制夯击锤在一定高度下降。动滑轮工作组9安置在工作底台4方形掏槽5的上方便于夯击锤12工作，夯击锤挂12在动滑轮工作组9的底部，滑轮组系统之间通过钢线连接。设置方形掏槽5便于地表监测点从中通过。

连接伸缩杆7可以采用液压升降的方式，可将布设装置自由升高便于夯击。

工作底台4中间含有一个方形掏槽5，底部四角各有一个工作台固定锥头6，方便工作台固定在地表内。方形掏槽5内配合放置监测点，夯击锤12对应设置于方形掏槽5上部。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种适用于黄土地质隧道的地表 监测点及其布设装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：在所需埋设地表监测点的位置挖置一个略大于混凝土填充槽2的土坑，将地表监测点布设装置以该土坑为中心放置；

步骤2：将地表监测点通过布设装置工作底台4的方形掏槽5放置垂直，将地表监测点锤形头3插入土体内；

步骤3：将夯击锤12挂置在动滑轮组的底端，通过摇盘11将其升高至一定的高度，释放摇盘控制阀，夯击锤12会下落夯击地表监测点；

步骤4：重复步骤3，直至地表监测点打入地表内。

步骤5：将混凝土填入混凝土填充槽2固定地表监测点。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于黄土地质隧道的地表监测点，其特征是，包括埋设杆，所述埋设杆底端连接锥形钻头，所述埋设杆与混凝土填充槽固定连接，混凝土填充槽为上部开口的盒形结构，所述混凝土填充槽中部带有开孔，埋设杆穿过开孔设置，所述埋设杆顶端带有十字形叉丝。

2.如权利要求1所述的地表监测点，其特征是，所述锥形钻头和埋设杆为一体成型。

3.如权利要求1所述的地表监测点，其特征是，所述混凝土填充槽为上部开口的盒形结构。

4.如权利要求1所述的地表监测点，其特征是，所述锥形钻头为石墨烯材料制成。

5.如权利要求1-4任一项所述的地表监测点的布设装置，其特征是，包括工作底台，所述工作底台设有掏槽，所述工作底台上设置支撑装置，所述支撑装置连接上下移动装置，上下移动装置带动夯击锤上下移动。

6.如权利要求5所述的布设装置，其特征是，所述支撑装置包括竖直设置于工作底台的连接伸缩杆，所述连接伸缩杆顶部设置固定杆；所述固定杆呈十字形交叉设置。

7.如权利要求5所述的布设装置，所述上下移动装置包括设置于支撑装置的定滑轮，所述定滑轮通过滑绳与动滑轮工作组连接，动滑轮工作组下部与夯击锤连接；所述滑绳绕过定滑轮后与摇盘连接。

8.如权利要求5所述的布设装置，所述掏槽内配合放置监测点，所述夯击锤对应设置于掏槽上部。

9.如权利要求5所述的布设装置，所述工作底台底部带有固定锥头。

10.如权利要求5-9任一项所述的布设装置的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：在设定位置挖置大于混凝土填充槽的土坑，将布设装置以该土坑为中心放置；

步骤2：将地表监测点通过布设装置的掏槽放置竖直，将地表监测点锥形钻头插入土体内；

步骤3：将夯击锤挂置在动滑轮工作组的底端，通过摇盘将其升高至设定高度，转动摇盘，夯击锤下落夯击地表监测点；

步骤4：重复步骤3，直至地表监测点打入地表内；

步骤5：将混凝土填入混凝土填充槽以固定地表监测点。