CN111207725B - 一种隧道沉降监测装置以及安装该装置的设备、方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道沉降监测装置以及安装该装置的设备、方法，该装置安装在隧道地面下方的土层中，包括外壳和设置在外壳中的位移计，所述外壳以及位移计均沿着隧道的通长方向设置，并且沿着隧道的宽度方向分布多组；所述外壳包括底壳和壳盖，所述底壳的上端开口，所述壳盖连接于底壳的上端。本发明具有能够更为准确的对地面沉降进行观测的效果。

Description

一种隧道沉降监测装置以及安装该装置的设备、方法

技术领域

本发明涉及隧道施工过程中沉降监测技术领域，尤其是涉及一种隧道沉降监测装置以及安装该装置的设备、方法。

背景技术

在隧道施工的过程中，需要在隧道内的底面上设置观测点，然后通过对观测点的沉降观测从而达到对隧道地面沉降观测的效果。

目前，观测点的设置一般是隧道地面插入钢筋，然后字钢筋上用胶带或者红漆作出醒目的标记点，该标记点即为需要观测的观测点。

然而，隧道地面上常会施工设备经过，也经会有施工人员走动，因此观测点比较容易被磕碰，进而导致测量观测不够准确。

SAA阵列式位移计，也叫柔性测斜仪，它是一种可以被放置在一个钻孔或嵌入结构内的变形监测传感器。它由多段连续节串接而成, 內部由微电子机械系统加速度计组成，每段节有一个已知的长度。柔性测斜仪常用在土层位移监测中，其基本是长期埋置在土层中不取出。但是，目前还未见将柔性测斜仪使用在隧道地面沉降中的案例。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种隧道沉降监测装置以及安装该装置的设备、方法，其优势在于能够更为准确的对地面沉降进行观测。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种隧道沉降监测装置，安装在隧道地面下方的土层中，包括外壳和设置在外壳中的位移计，所述外壳以及位移计均沿着隧道的通长方向设置，并且沿着隧道的宽度方向分布多组；

所述外壳包括底壳和壳盖，所述底壳的上端开口，所述壳盖连接于底壳的上端。

通过采用上述技术方案，因为外壳埋置在隧道地面下方的土层中的，因此设备以及人员在隧道地面上活动时对外壳及其内部的位移计的影响较小。位移计安装在外壳中，使得位移计能够较少的受到外部环境中的水土侵蚀，从而能够更长久的使用。而且位移计能够实时的多个位置的监测隧道地面的沉降情况，相比于传统的监测方法，监测的范围与准确度都更好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底壳包括底板和两块侧板，所述侧板于底板宽度的方向上表面与底板垂直连接，所述壳盖的宽度两端形成有垂直的翻边，并且在翻边的内侧形成有倒钩，两块侧板相背两侧的上端设置有卡槽，两块侧板被包围在壳盖的两侧翻边之间，所述倒钩卡接在卡槽中。

通过采用上述技术方案，壳盖与底壳通过倒钩与卡槽的配合，使得壳盖能够方便的与底壳通过卡接连接。因此，方便先将位移计放入至底壳中，然后再盖上壳盖，接着再将外壳埋置在隧道地面下方的土层中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述侧板的上端面设置有密封槽，所述壳盖的下表面上设置有密封条，所述密封条嵌设于密封槽中。

通过采用上述技术方案，密封槽与密封条的配合增强了外壳的气密性能，使得位移计得到更好的保护。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：两块侧板的相背两侧面沿其高度方向均设置有竖槽，壳盖的上表面设置有顶槽，两块翻边的相背两侧面上设置配合槽，所述顶槽连通壳盖的宽度两端，所述配合槽沿着外壳的高度方向设置，所述配合槽沿着外壳的宽度方向贯穿翻边，所述配合槽与竖槽对应，所述外壳上还是设置有固定件，所述固定件包括连接杆和两根插入杆，所述连接杆位于顶槽中，所述插入杆位于竖槽和配合槽中，并且所述插入杆的长度尺寸大于外壳的高度尺寸。

通过采用上述技术方案，固定件于顶槽、竖槽以及配合槽中，并且将外壳包围，然后插入至土层中，使得外壳能够被更为稳固的设置在土层中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外壳内紧密的填充有下填充块和上填充块，所述下填充块与上填充块之间形成容纳通道，所述位移计设置在容纳通道中并且与上填充块、下填充块紧密接触。

通过采用上述技术方案，上填充块与下填充块的设置，使得外壳受到挤压形变时，上填充块与下填充块能够跟随形变，从而使得位移计也能够跟随形变，进而使得位移计的能为准确对隧道地面的沉降进行监测。

本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种安装隧道沉降监测装置的设备，包括架体和导向筒，所述架体上自下而上的设置有五个转筒，所述转筒的两端与架体转动连接，架体上连接有倾斜设置的导向筒，所述导向筒的较高一端靠近架体设置，较低的一端远离架体设置,所述架体的下端转动连接有移动轮；

从下至上的五个转筒上分别收卷有底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖，底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖从导向筒较高的一端伸入并且导向筒较低的一端伸出。

通过采用上述技术方案，只要将收卷有底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖的转筒安装在架体上，然后让底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖通过导向筒，即可让上填充块与下填充块将位移计包围，并且让外壳将上填充块与下填充块包围在内，方便对沉降监测装置进行组装。

因为翻边上设置有配合槽，因此使得壳盖能够容易收卷，因为底壳上设置有竖槽，因此使得壳盖能够容易收卷。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导向筒较低的一端转动连接有分压轮。

通过采用上述技术方案，分压轮能够对设备所承受的荷载进行分压，并且让导向筒较低的一端能够更好的在安装槽中移动。

本发明的第三个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种隧道沉降监测装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：1）在隧道地面上沿着隧道通长方向开设安装槽；

2）将收卷有底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖的转筒安装于架体上；

步骤二：让底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖从导向筒较高的一端穿入并且从较低的一端穿出并组装成外壳；

步骤三：让导向筒较低的一端伸入至安装槽中，然后利用固定件将外壳固定在安装槽中，其中固定件的插入杆插入至安装槽的槽底土层中；

步骤四：沿着安装槽的长度方向移动架体，直到将足够长的外壳安装在安装槽中；

步骤五：将安装槽填平。

通过采用上述技术方案，够其顺利快速的将底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖拼成形成监测装置，然后将监测装置埋置在安装槽中；利用固定件将监测装置固定在安装槽中，使得架体的移动时不会将位于安装槽中的监测装置拉扯出。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、因为外壳埋置在隧道地面下方的土层中的，因此设备以及人员在隧道地面上活动时对外壳及其内部的位移计的影响较小；

2、只要将收卷有底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖的转筒安装在架体上，然后让底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖通过导向筒，即可让上填充块与下填充块将位移计包围，并且让外壳将上填充块与下填充块包围在内，方便对沉降监测装置进行组装；

3、够其顺利快速的将底壳、下填充块、位移计、上填充块以及壳盖拼成形成监测装置，然后将监测装置埋置在安装槽中；利用固定件将监测装置固定在安装槽中，使得架体的移动时不会将位于安装槽中的监测装置拉扯出。

附图说明

图1为实施例一中监测装置的整体结构示意图；

图2为实施例一中的监测装置的剖面结构示意图；

图3为实施例二中的安装设备的整体结构示意图。

附图标记：1、安装槽；2、外壳；3、位移计；4、底壳；5、壳盖；6、底板；7、侧板；8、翻边；9、倒钩；10、卡槽；11、密封槽；12、密封条；13、下填充块；14、上填充块；15、容纳通道；16、竖槽；17、顶槽；18、配合槽；19、架体；20、导向筒；21、安装板；22、安装杆；23、转筒；24、固定杆；25、移动轮；26、分压轮；27、固定件；28、连接杆；29、插入杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1、2所示，为本发明公开的一种隧道沉降监测装置，埋置在隧道地面上的安装槽1中，包括外壳2和设置在外壳2中的位移计3，外壳2以及位移计3均沿着隧道的通长方向设置，并且沿着隧道的宽度方向分布多组。

外壳2包括底壳4和壳盖5，底壳4的上端开口，壳盖5连接于底壳4的上端。

底壳4包括底板6和两块侧板7，侧板7于底板6宽度的方向上表面与底板6垂直连接，壳盖5的宽度两端设置有向同一侧垂直弯折形成的翻边8，并且在翻边8的内侧形成有倒钩9，两块侧板7相背两侧的上端设置有卡槽10，卡槽10与倒钩9均沿着外壳2的通长方向设置，两块侧板7被包围在壳盖5的两侧翻边8之间，倒钩9卡接在卡槽10中。

侧板7的上端面设置有密封槽11，壳盖5的下表面上设置有密封条12，密封条12嵌设于密封槽11中，并且，密封条12与密封槽11均沿着外壳2的通长方向设置。通过密封槽11与密封条12的配合增强了外壳2的气密性能，使得位于外壳2内部的位移计3得到更好的保护。

此外，外壳2内紧密的填充有下填充块13和上填充块14，下填充块13与上填充块14呈上下设置，并且下填充块13与上填充块14相互抵接的两个面之间形成有圆形的容纳通道15，位移计3设置在容纳通道15中并且与上填充块14、下填充块13紧密接触。

上填充块14与下填充块13的设置，使得外壳2受到挤压形变时，上填充块14与下填充块13能够跟随形变，从而使得位移计3也能够跟随形变，进而使得位移计3的能为准确对隧道地面的沉降进行监测。

两块侧板7的相背两侧面沿其高度方向均设置有竖槽16，壳盖5的上表面设置有顶槽17，两块翻边8的相背两侧面上设置配合槽18，顶槽17连通壳盖5的宽度两端，配合槽18沿着外壳2的高度方向设置，配合槽18沿着外壳2的宽度方向贯穿翻边8，配合槽18与竖槽16对应，外壳2上还是设置有固定件27，固定件27包括连接杆28和两根插入杆29，连接杆28位于顶槽17中，插入杆29位于竖槽16和配合槽18中，并且插入杆29的长度尺寸大于外壳2的高度尺寸。此外，竖槽16沿着侧板7的厚度方向与密封条12还具有一定的距离，因此竖槽16并不会破坏密封条12，从而使得外壳2内部依旧能够保持较好的气密性。

通过将固定件27于顶槽17、竖槽16以及配合槽18中，并且将外壳2包围，然后插入至土层中，使得外壳2能够被更为稳固的设置在土层中。

实施例二：

如图3所示，一种安装隧道沉降监测装置的设备，包括架体19和导向筒20。

架体19包括安装板21和垂直固定在安装板21上表面的两根安装杆22，两根安装杆22之间上自下而上的设置有五个转筒23，从下至上的五个转筒23上分别收卷有底壳4、下填充块13、位移计3、上填充块14以及壳盖5，转筒23的两端与安装杆22转动连接。安装板21上通过固定杆24连接有倾斜设置的导向筒20，导向筒20沿其长度方向的截面为与外壳2形状相适应的矩形，导向筒20的较高一端靠近架体19设置，较低的一端远离架体19设置。

将收卷有底壳4、下填充块13、位移计3、上填充块14以及壳盖5的转筒23安装在架体19上，然后让底壳4、下填充块13、位移计3、上填充块14以及壳盖5从导向筒20较高的一端伸入并且导向筒20较低的一端伸出，即可让上填充块14与下填充块13将位移计3包围，并且让外壳2将上填充块14与下填充块13包围在内，从而将沉降监测装置快速组装成型。

而因为翻边8上配合槽18，因此使得壳盖5能够容易收卷，因为底壳4上设置有竖槽16，因此使得壳盖5能够容易收卷。

安装板21的下端面上转动连接有移动轮25，导向筒20较低的一端也转动连接有分压轮26，移动轮25与分压轮26的设置使得架体19能够方便移动。

实施例三：

如图3所示，一种隧道沉降监测装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：1）在隧道地面上沿着隧道通长方向开设安装槽1；

2）将收卷有底壳4、下填充块13、位移计3、上填充块14以及壳盖5的转筒23安装于架体19上；

步骤二：让底壳4、下填充块13、位移计3、上填充块14以及壳盖5从导向筒20较高的一端穿入并且从较低的一端穿出并组装成沉降监测装置；

步骤三：让安装槽1处于两根安装杆22之间，让导向筒20较低的一端伸入至安装槽1中，然后利用固定件27将外壳2固定在安装槽1中，其中固定件27的插入杆29插入至安装槽1的槽底土层中；

步骤四：沿着安装槽1的长度方向移动架体19，直到将足够长的外壳2安装在安装槽1中；

步骤五：将安装槽1填平。

通过上述的安装步骤，能够其顺利快速的将底壳4、下填充块13、位移计3、上填充块14以及壳盖5拼成形成监测装置，然后将监测装置埋置在安装槽1中。

利用固定件27将监测装置固定在安装槽1中，使得架体19的移动时不会将位于安装槽1中的监测装置拉扯出。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种隧道沉降监测装置，安装在隧道地面下方的土层中，其特征是： 包括外壳(2)和设置在外壳(2)中的位移计(3)，所述外壳(2)以及位移计(3)均沿着隧道的通长方向设置，并且沿着隧道的宽度方向分布多组；

所述外壳(2)包括底壳(4)和壳盖(5)，所述底壳(4)的上端开口，所述壳盖(5)连接于底壳(4)的上端；

所述底壳(4)包括底板(6)和两块侧板(7)，所述侧板(7)于底板(6)宽度的方向上表面与底板(6)垂直连接，所述壳盖(5)的宽度两端形成有垂直的翻边(8)，并且在翻边(8)的内侧形成有倒钩(9)，两块侧板(7)相背两侧的上端设置有卡槽(10)，两块侧板(7)被包围在壳盖(5)的两侧翻边(8)之间，所述倒钩(9)卡接在卡槽(10)中；

所述侧板(7)的上端面设置有密封槽(11)，所述壳盖(5)的下表面上设置有密封条(12)，所述密封条(12)嵌设于密封槽(11)中；

两块侧板(7)的相背两侧面沿其高度方向均设置有竖槽(16)，壳盖(5)的上表面设置有顶槽(17)，两块翻边(8)的相背两侧面上设置配合槽(18)，所述顶槽(17)连通壳盖(5)的宽度两端，所述配合槽(18)沿着外壳（2）的高度方向设置，所述配合槽(18)沿着外壳（2）的宽度方向贯穿翻边(8)，所述配合槽(18)与竖槽(16)对应，所述外壳（2）上还是设置有固定件(27)，所述固定件(27)包括连接杆(28)和两根插入杆(29)，所述连接杆(28)位于顶槽(17)中，所述插入杆(29)位于竖槽(16)和配合槽(18)中，并且所述插入杆(29)的长度尺寸大于外壳（2）的高度尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种隧道沉降监测装置，其特征是：所述外壳(2)内紧密的填充有下填充块(13)和上填充块(14)，所述下填充块(13)与上填充块(14)之间形成容纳通道(15)，所述位移计(3)设置在容纳通道(15)中并且与上填充块(14)、下填充块(13)紧密接触。

3.一种安装如权利要求2所述的隧道沉降监测装置的设备，其特征是：包括架体(19)和导向筒(20)，所述架体(19)上自下而上的设置有五个转筒(23)，所述转筒(23)的两端与架体(19)转动连接，架体(19)上连接有倾斜设置的导向筒(20)，所述导向筒(20)的较高一端靠近架体(19)设置，较低的一端远离架体(19)设置,所述架体(19)的下端转动连接有移动轮(25)；

从下至上的五个转筒(23)上分别收卷有底壳(4)、下填充块(13)、位移计(3)、上填充块(14)以及壳盖(5)，底壳(4)、下填充块(13)、位移计(3)、上填充块(14)以及壳盖(5)从导向筒(20)较高的一端伸入并且导向筒(20)较低的一端伸出。

4.根据权利要求3所述的一种安装隧道沉降监测装置的设备，其特征是：所述导向筒(20)较低的一端转动连接有分压轮(26)。

5.一种根据权利要求2中所述的隧道沉降监测装置的安装方法，包括如权利要求3-4中任一项所述的设备，其特征是: 包括如下步骤：

步骤一：1）在隧道地面上沿着隧道通长方向开设安装槽(1)；

2）将收卷有底壳(4)、下填充块(13)、位移计(3)、上填充块(14)以及壳盖(5)的转筒(23)安装于架体(19)上；

步骤二：让底壳(4)、下填充块(13)、位移计(3)、上填充块(14)以及壳盖(5)从导向筒(20)较高的一端穿入并且从较低的一端穿出并组装成外壳(2)；

步骤三：让导向筒(20)较低的一端伸入至安装槽(1)中，然后利用固定件(27)将外壳(2)固定在安装槽(1)中，其中固定件(27)的插入杆(29)插入至安装槽(1)的槽底土层中；

步骤四：沿着安装槽(1)的长度方向移动架体(19)，直到将足够长的外壳(2)安装在安装槽(1)中；

步骤五：将安装槽(1)填平。

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