CN109813280A

CN109813280A - 一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置

Info

Publication number: CN109813280A
Application number: CN201910003644.9A
Authority: CN
Inventors: 游永锋; 冯欢欢; 董祥宽; 唐纵雄; 梁奎生; 陈建立; 崔伟; 姜宗恒
Original assignee: China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG; China Railway Tunnel Stock Co Ltd
Current assignee: China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG; China Railway Tunnel Stock Co Ltd
Priority date: 2019-01-03
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2019-05-28

Abstract

本发明涉及地下工程沉降变形观测技术领域，且公开了一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，包括初支钢架，所述初支钢架的外侧固定连接有隧道梁，所述初支钢架的中部套接有锚杆，所述锚杆的靠近初支钢架顶部的一端固定连接有卡环。该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，通过安装座、第二弹簧、夹板、缓冲垫及调节螺栓，实现了便于安装的优点，通过安装座内设有的U型卡槽可直接与初支钢架卡接上，同时通过调节螺栓与夹板对初支钢架进行夹持固定，缓冲垫可以填充夹板与初支钢架的配合间隙，使得夹板能够充分贴合在初支钢架，通过第二弹簧使安装座与初支钢架有一定的缓冲量，避免过大的冲量对压力盒的观测造成影响。

Description

一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置

技术领域

本发明涉及地下工程沉降变形观测技术领域，具体为一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置。

背景技术

随着工业技术的发展，隧道挖掘技术日渐成熟，隧道多是从岩石密布的山体横穿而过，在岩土体介质中，工程地质条件和水文地质条件复杂，具有很多不确定性，随着运营年限的增多或其它特定因素，会出现沉降变形过大及其次生病害，隧道一般采用天然的地基，沉降变形相对较大，且历时多年甚至几十年，特别软土地区，因此需要对沉降进行实时监测。

现有技术中的隧道沉降监测装置结构相对复杂，有些从观测端到伸入地下的末端为一杆体，在地下容易倾斜，有些末端面积较大，不易插入到混凝土中，有些因为采用铁质等易生锈的材质来制作，因此不适合长期用于野外，还有些观测体露出地面的部分为环形或带有槽的形状，不仅易遭到磕碰，槽中还易存水，影响观测精度，或露出地面的部分具有棱角，妨碍人行走，有的末端带横杆，不易插入到地下等问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，具备便于检测、便于安装、具有保护作用、防摔及减震等优点，解决了现有的监测装置结构相对复杂，不易插入到地下，不仅易遭到磕碰，还影响观测精度的问题。

（二）技术方案

为实现上述便于检测、便于安装、具有保护作用、防摔及减震目的，本发明提供如下技术方案：一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，包括初支钢架，所述初支钢架的外侧固定连接有隧道梁，所述初支钢架的中部套接有锚杆，所述锚杆的靠近初支钢架顶部的一端固定连接有卡环，所述锚杆的上端套接有第一弹簧，所述初支钢架的外部卡接有安装座，所述安装座的正面设有U型卡槽，所述U型卡槽的上下内壁固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧远离U型卡槽内壁的一端固定连接有夹板，所述夹板的内侧壁贴附有缓冲垫，所述安装座的顶部螺纹连接有调节螺栓，所述安装座的底部固定连接有压力盒，所述压力盒的顶部固定连接有第一橡胶圈，且通过第一橡胶圈弹性连接有上防护板，所述上防护板的顶部设有沟槽，所述压力盒的内底部固定连接有轴流风扇，所述压力盒的左侧设有进风口，所述压力盒的前后两面嵌装有百叶扇，所述压力盒的底部固定连接有第二橡胶圈，且通过第二橡胶圈弹性连接有下防护板，所述下防护板的底部固定连接有减震支座，所述减震支座的底部固定连接有支杆，所述支杆的前后两端套接有轴承，所述轴承的底部焊接有摆杆。

优选的，所述锚杆的上端套接有第一夹套，且通过第一夹套穿过隧道梁并延伸至地表土层中，所述锚杆通过第一弹簧与隧道梁弹性连接，所述锚杆的下端套接有第二夹套，且通过第二夹套穿过初支钢架并延伸至压力盒中，所述锚杆的底部与压力盒中未图示的压力测试仪相接触。

优选的，所述安装座居中设置于压力盒的顶部两端，所述缓冲垫的形状为拱形，所述调节螺栓的底部穿过安装座并与夹板固定连接。

优选的，所述初支钢架的形状为拱形，并与隧道梁保持一定间距预留安装点，所述压力盒分布于隧道梁的拱顶处、左拱腰及右拱腰上。

优选的，所述上防护板的两端呈倾斜折角，且折角范围在120度至150度之间，所述上防护板的面积大于压力盒的面积，且范围在5cm²-8cm²之间。

优选的，所述进风口的内部设有滤网，所述滤网的数量至少设有2个，所述进风口与轴流风扇保持在同一轴心位置上。

优选的，所述下防护板与上防护板外形相等，所述第一橡胶圈与第二橡胶圈居中分布于压力盒上，且数量至少设有12个。

优选的，所述减震支座包括有导柱、减震弹簧及套筒，所述导柱的底端位于套筒内部，所述套筒与减震弹簧紧配套接，所述减震弹簧的顶部与导柱的内顶部固定连接，所述减震支座居中分布于下防护板上，且数量至少设有4个。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，具备以下有益效果：

1、该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，通过锚杆、卡环及第一弹簧，实现了便于检测的优点，锚杆的设置可以获得检测轴力的效果，通过与压力盒内未图示的压力测试仪相接触，能够获取轴向所受应力的数据，通过卡环与第一弹簧使锚杆可以一直与压力测试仪保持零接触，当有轴力产生时，锚杆会被迫与压力测试仪过盈接触，从而获得数据。

2、该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，通过安装座、第二弹簧、夹板、缓冲垫及调节螺栓，实现了便于安装的优点，通过安装座内设有的U型卡槽可直接与初支钢架卡接上，同时通过调节螺栓与夹板对初支钢架进行夹持固定，缓冲垫可以填充夹板与初支钢架的配合间隙，使得夹板能够充分贴合在初支钢架，通过第二弹簧使安装座与初支钢架有一定的缓冲量，避免过大的冲量对压力盒的观测造成影响。

3、该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，通过第一橡胶圈、上防护板、沟槽、第二橡胶圈及下防护板，实现了具有保护作用的优点，通过第一橡胶圈和第二橡胶圈使得上防护板和下防护板对压力盒具有一定的缓冲空间，当上方若有小碎石或由湿气凝聚的水滴掉落时，也能够沿着沟槽并配合上防护板倾斜的两端滑落，减小不明物体对压力盒的干扰，同时能够保护压力盒不易造成损坏。

4、该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，通过减震支座、支杆、轴承及摆杆，实现了防摔、减震的优点，当该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置意外掉落时，减震支座能够有效缓冲、减震，并配合其底部设置的摆杆使压力盒最大程度的保持直立状态，避免由于压力盒掉落翻滚而对内部的部件造成不可修复的情况。

附图说明

图1为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置结构示意图；

图2为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置的压力盒主视图；

图3为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置的压力盒左视图；

图4为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置的安装座主视图；

图5为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置的安装座左视图；

图6为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置的减震支座主视图；

图7为本发明提出的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置的减震支座左视图。

图中：1、初支钢架；2、隧道梁；3、锚杆；4、卡环；5、第一弹簧；6、安装座；7、U型卡槽；8、第二弹簧；9、夹板；10、缓冲垫；11、调节螺栓；12、压力盒；13、第一橡胶圈；14、上防护板；15、沟槽；16、轴流风扇；17、进风口；18、百叶扇；19、第二橡胶圈；20、下防护板；21、减震支座；22、支杆；23、轴承；24、摆杆；25、第一夹套；26、第二夹套；27、滤网；28、导柱；29、减震弹簧；30、套筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，包括初支钢架1，初支钢架1的外侧固定连接有隧道梁2，初支钢架1的中部套接有锚杆3，锚杆3的靠近初支钢架1顶部的一端固定连接有卡环4，锚杆3的上端套接有第一弹簧5，通过锚杆3、卡环4及第一弹簧5，实现了便于检测的优点，锚杆3的设置可以获得检测轴力的效果，通过与压力盒12内未图示的压力测试仪相接触，能够获取轴向所受应力的数据，通过卡环4与第一弹簧5使锚杆3可以一直与压力测试仪保持零接触，当有轴力产生时，锚杆3会被迫与压力测试仪过盈接触，从而获得数据，初支钢架1的外部卡接有安装座6，安装座6的正面设有U型卡槽7，U型卡槽7的上下内壁固定连接有第二弹簧8，第二弹簧8远离U型卡槽7内壁的一端固定连接有夹板9，夹板9的内侧壁贴附有缓冲垫10，安装座6的顶部螺纹连接有调节螺栓11，通过安装座6、第二弹簧8、夹板9、缓冲垫10及调节螺栓11，实现了便于安装的优点，通过安装座6内设有的U型卡槽7可直接与初支钢架1卡接上，同时通过调节螺栓11与夹板9对初支钢架1进行夹持固定，缓冲垫10可以填充夹板9与初支钢架1的配合间隙，使得夹板9能够充分贴合在初支钢架1，通过第二弹簧8使安装座6与初支钢架1有一定的缓冲量，避免过大的冲量对压力盒12的观测造成影响，安装座6的底部固定连接有压力盒12，压力盒12的顶部固定连接有第一橡胶圈13，且通过第一橡胶圈13弹性连接有上防护板14，上防护板14的顶部设有沟槽15，压力盒12的内底部固定连接有轴流风扇16，压力盒12的左侧设有进风口17，压力盒12的前后两面嵌装有百叶扇18，压力盒12的底部固定连接有第二橡胶圈19，且通过第二橡胶圈19弹性连接有下防护板20，通过第一橡胶圈13、上防护板14、沟槽15、第二橡胶圈19及下防护板20，实现了具有保护作用的优点，通过第一橡胶圈13和第二橡胶圈19使得上防护板14和下防护板20对压力盒12具有一定的缓冲空间，当上方若有小碎石或由湿气凝聚的水滴掉落时，也能够沿着沟槽15并配合上防护板14倾斜的两端滑落，减小不明物体对压力盒12的干扰，同时能够保护压力盒12不易造成损坏，下防护板20的底部固定连接有减震支座21，减震支座21的底部固定连接有支杆22，支杆22的前后两端套接有轴承23，轴承23的底部焊接有摆杆24，通过减震支座21、支杆22、轴承23及摆杆24，实现了防摔、减震的优点，当该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置意外掉落时，减震支座21能够有效缓冲、减震，并配合其底部设置的摆杆24使压力盒12最大程度的保持直立状态，避免由于压力盒12掉落翻滚而对内部的部件造成不可修复的情况。

具体的，锚杆3的上端套接有第一夹套25，且通过第一夹套25穿过隧道梁2并延伸至地表土层中，锚杆3通过第一弹簧5与隧道梁2弹性连接，锚杆3的下端套接有第二夹套26，且通过第二夹套26穿过初支钢架1并延伸至压力盒12中，锚杆3的底部与压力盒12中未图示的压力测试仪相接触，第一夹套25与第二夹套26使锚杆3可以活动固定在隧道梁2和初支钢架1上。

具体的，安装座6居中设置于压力盒12的顶部两端，缓冲垫10的形状为拱形，调节螺栓11的底部穿过安装座6并与夹板9固定连接，通过调节螺栓11与夹板9对初支钢架1进行夹持固定，缓冲垫10可以填充夹板9与初支钢架1的配合间隙，使得夹板9能够充分贴合在初支钢架1。

具体的，初支钢架1的形状为拱形，并与隧道梁2保持一定间距预留安装点，使得压力盒12便于安装放置，压力盒12分布于隧道梁2的拱顶处、左拱腰及右拱腰上，提供多角度的观测效果点。

具体的，上防护板14的两端呈倾斜折角，且折角范围在120度至150度之间，上防护板14的面积大于压力盒12的面积，且范围在5cm²-8cm²之间，使得压力盒12上方掉落的不明物体不会砸落在压力盒12上。

具体的，进风口17的内部设有滤网27，滤网27的数量至少设有2个，可阻隔较多的灰尘进入到压力盒12中，进风口17与轴流风扇16保持在同一轴心位置上，通过轴流风扇16的工作，使压力盒12内保持空气流通，防潮湿、也为内部精密件提供散热。

具体的，下防护板20与上防护板14外形相等，第一橡胶圈13与第二橡胶圈19居中分布于压力盒12上，且数量至少设有12个，使得下防护板20和上防护板14与压力盒12的连接稳定。

具体的，减震支座21包括有导柱28、减震弹簧29及套筒30，导柱28的底端位于套筒30内部，套筒30与减震弹簧29紧配套接，减震弹簧29的顶部与导柱28的内顶部固定连接，减震支座21居中分布于下防护板20上，且数量至少设有4个，能够有效缓冲、减震，可减小由于压力盒12掉落翻滚而对内部的部件造成影响。

在使用时，通过安装座6内设有的U型卡槽7可直接与初支钢架1卡接上，同时通过调节螺栓11与夹板9对初支钢架1进行夹持固定，缓冲垫10可以填充夹板9与初支钢架1的配合间隙，使得夹板9能够充分贴合在初支钢架1，通过第二弹簧8使安装座6与初支钢架1有一定的缓冲量，避免过大的冲量对压力盒12的观测造成影响，锚杆3的设置可以获得检测轴力的效果，通过与压力盒12内未图示的压力测试仪相接触，能够获取轴向所受应力的数据，通过卡环4与第一弹簧5使锚杆3可以一直与压力测试仪保持零接触，当有轴力产生时，锚杆3会被迫与压力测试仪过盈接触，从而获得数据，通过第一橡胶圈13和第二橡胶圈19使得上防护板14和下防护板20对压力盒12具有一定的缓冲空间，当上方若有小碎石或由湿气凝聚的水滴掉落时，也能够沿着沟槽15并配合上防护板14倾斜的两端滑落，减小不明物体对压力盒12的干扰，同时能够保护压力盒12不易造成损坏，当该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置意外掉落时，减震支座21能够有效缓冲、减震，并配合其底部设置的摆杆24使压力盒12最大程度的保持直立状态，避免由于压力盒12掉落翻滚而对内部的部件造成不可修复的情况。

综上所述，该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，通过锚杆3、卡环4及第一弹簧5，实现了便于检测的优点，锚杆3的设置可以获得检测轴力的效果，通过与压力盒12内未图示的压力测试仪相接触，能够获取轴向所受应力的数据，通过卡环4与第一弹簧5使锚杆3可以一直与压力测试仪保持零接触，当有轴力产生时，锚杆3会被迫与压力测试仪过盈接触，从而获得数据，通过安装座6、第二弹簧8、夹板9、缓冲垫10及调节螺栓11，实现了便于安装的优点，通过安装座6内设有的U型卡槽7可直接与初支钢架1卡接上，同时通过调节螺栓11与夹板9对初支钢架1进行夹持固定，缓冲垫10可以填充夹板9与初支钢架1的配合间隙，使得夹板9能够充分贴合在初支钢架1，通过第二弹簧8使安装座6与初支钢架1有一定的缓冲量，避免过大的冲量对压力盒12的观测造成影响，通过第一橡胶圈13、上防护板14、沟槽15、第二橡胶圈19及下防护板20，实现了具有保护作用的优点，通过第一橡胶圈13和第二橡胶圈19使得上防护板14和下防护板20对压力盒12具有一定的缓冲空间，当上方若有小碎石或由湿气凝聚的水滴掉落时，也能够沿着沟槽15并配合上防护板14倾斜的两端滑落，减小不明物体对压力盒12的干扰，同时能够保护压力盒12不易造成损坏，通过减震支座21、支杆22、轴承23及摆杆24，实现了防摔、减震的优点，当该便于安装的实时隧道地层沉降检测装置意外掉落时，减震支座21能够有效缓冲、减震，并配合其底部设置的摆杆24使压力盒12最大程度的保持直立状态，避免由于压力盒12掉落翻滚而对内部的部件造成不可修复的情况。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，包括初支钢架（1），其特征在于：所述初支钢架（1）的外侧固定连接有隧道梁（2），所述初支钢架（1）的中部套接有锚杆（3），所述锚杆（3）的靠近初支钢架（1）顶部的一端固定连接有卡环（4），所述锚杆（3）的上端套接有第一弹簧（5），所述初支钢架（1）的外部卡接有安装座（6），所述安装座（6）的正面设有U型卡槽（7），所述U型卡槽（7）的上下内壁固定连接有第二弹簧（8），所述第二弹簧（8）远离U型卡槽（7）内壁的一端固定连接有夹板（9），所述夹板（9）的内侧壁贴附有缓冲垫（10），所述安装座（6）的顶部螺纹连接有调节螺栓（11），所述安装座（6）的底部固定连接有压力盒（12），所述压力盒（12）的顶部固定连接有第一橡胶圈（13），且通过第一橡胶圈（13）弹性连接有上防护板（14），所述上防护板（14）的顶部设有沟槽（15），所述压力盒（12）的内底部固定连接有轴流风扇（16），所述压力盒（12）的左侧设有进风口（17），所述压力盒（12）的前后两面嵌装有百叶扇（18），所述压力盒（12）的底部固定连接有第二橡胶圈（19），且通过第二橡胶圈（19）弹性连接有下防护板（20），所述下防护板（20）的底部固定连接有减震支座（21），所述减震支座（21）的底部固定连接有支杆（22），所述支杆（22）的前后两端套接有轴承（23），所述轴承（23）的底部焊接有摆杆（24）。

2.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述锚杆（3）的上端套接有第一夹套（25），且通过第一夹套（25）穿过隧道梁（2）并延伸至地表土层中，所述锚杆（3）通过第一弹簧（5）与隧道梁（2）弹性连接，所述锚杆（3）的下端套接有第二夹套（26），且通过第二夹套（26）穿过初支钢架（1）并延伸至压力盒（12）中，所述锚杆（3）的底部与压力盒（12）中未图示的压力测试仪相接触。

3.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述安装座（6）居中设置于压力盒（12）的顶部两端，所述缓冲垫（10）的形状为拱形，所述调节螺栓（11）的底部穿过安装座（6）并与夹板（9）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述初支钢架（1）的形状为拱形，并与隧道梁（2）保持一定间距预留安装点，所述压力盒（12）分布于隧道梁（2）的拱顶处、左拱腰及右拱腰上。

5.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述上防护板（14）的两端呈倾斜折角，且折角范围在120度至150度之间，所述上防护板（14）的面积大于压力盒（12）的面积，且范围在5cm²-8cm²之间。

6.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述进风口（17）的内部设有滤网（27），所述滤网（27）的数量至少设有2个，所述进风口（17）与轴流风扇（16）保持在同一轴心位置上。

7.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述下防护板（20）与上防护板（14）外形相等，所述第一橡胶圈（13）与第二橡胶圈（19）居中分布于压力盒（12）上，且数量至少设有12个。

8.根据权利要求1所述的一种便于安装的实时隧道地层沉降检测装置，其特征在于：所述减震支座（21）包括有导柱（28）、减震弹簧（29）及套筒（30），所述导柱（28）的底端位于套筒（30）内部，所述套筒（30）与减震弹簧（29）紧配套接，所述减震弹簧（29）的顶部与导柱（28）的内顶部固定连接，所述减震支座（21）居中分布于下防护板（20）上，且数量至少设有4个。