CN111305902B - 一种监控测点埋设方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道工程监控量测技术领域，具体涉及一种监控测点埋设方法。本发明所述锚定杆直接与围岩连接，并且外围套设防护机构，使得锚定杆不受后续施做的一次支护的影响，可以直接、准确地反应围岩的状态，同时防护机构还对监测机构起到隔离保护作用，避免监测机构磕碰刮擦变形，进一步保证了测量精度，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

Description

一种监控测点埋设方法

技术领域

本发明属于隧道工程监控量测技术领域，具体涉及一种监控测点埋设装置及方法。

背景技术

监控量测是指在土木工程建设施工过程中，采用监测仪器对关键部位各项控制指标进行监测的技术手段，在监测值接近控制值时发出报警，用来保证施工的安全性，也可用于检查施工过程是否合理。而在隧道工程中，由于施工过程会引起围岩应力的重新分布和地基应力的逐渐释放，从而引起施工环境的变化，比如拱顶下沉、边墙收敛、地表沉降等，而且一旦在隧道中发生安全事故，救援难度极大、社会影响恶劣、工程进度也会严重滞后，于国于民都是重大损失，因此监控量测是隧道工程中至关重要的安全保障。

隧道工程的监控量测技术需要及时、准确地掌握围岩的动态，对围岩稳定性作出评价，进而为确定支护结构的合理性、安全性提供参考；根据支护结构的受力状态，及时改进、修正支护系统；确定二次衬砌的合理施做时间及结构形式；为调整围岩级别、变更设计方案及参数、优化施工方案及施工工艺提供科学依据；从而在保证施工快速安全推进的同时节省工程造价。

隧道工程中进行监控量测时，通常是在隧道内埋设监控量测测点，然后利用收敛计、水准仪、全站仪等仪器设备对测点进行检测，从而获得净空收敛、拱顶下沉、地表沉降等检测项目的数据，很显然，监控测点的埋设情况与监测仪器设备测量精度关系密切。

然而，目前常规的监测技术大多存在一起弊端，最突出的就是在隧道施工过程中，脚手架的架设拆除过程和大型机械设备的运行过程都可能磕碰到监控测点，掌子面爆破的碎石也可能会撞击到监控测点，这些都会导致测点变形，影响监控两侧的精度，进而对施工的安全性产生重大影响，甚至会由于隐患在隧道投入使用之后引发灾难式事故。虽然也有一些技术方案，比如专利CN207963889U、CN208765722U等，采取了防护措施对监控测点进行保护，但是监控测点并不是直接与围岩接触，不能直接、准确地反应围岩的状态。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种既能对监控测点进行保护、以保证检测精度，又能直接、准确地反应围岩状态的监控测点埋设装置，并据此提供一种监控测点埋设方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种监控测点埋设装置，包括与围岩固接的锚定杆，所述锚定杆伸出围岩的一端连接监测机构，所述监测组件外围套设防护机构，所述防护机构底部和/或侧面设有固定组件。锚定杆直接与围岩连接，并且外围套设防护机构，不受一次支护的影响，可以直接、准确地反应围岩的状态，同时防护机构对监测机构起到隔离保护作用，避免监测机构磕碰刮擦变形，保证了测量精度。

进一步的，所述防护机构包括两端开口的防护筒，所述防护筒的侧壁对应监测机构的位置开设监测窗。防护筒两端开口便于观察和调整与锚定杆的相对位置，也便于监测机构的安装，而设置监测窗则便于监控量测仪器设备通过监测窗对监测机构进行观测。

进一步的，所述防护筒外围套设防护罩，所述防护罩与防护筒可拆卸连接，所述监测窗位于防护筒与防护罩的叠合部。设置防护罩可以在一次支护、二次衬砌施工时，有效避免混凝土通过防护筒顶部开口和观测窗进入防护筒内对监测机构造成损伤。

进一步的，所述防护筒底部与围岩贴合。防护筒底部与围岩紧密贴合可以在一次支护施工时，有效避免混凝土通过防护筒底部开口进入防护筒内，从而避免锚定杆受一次支护的影响。

进一步的，所述防护筒从贴合围岩的端面到监测窗靠近围岩的侧边之间的长度大于一次支护的厚度。监测窗高于一次支护，可以使监测机构在一次支护完工后继续发挥作用。

进一步的，所述所述防护筒从贴合围岩的端面到监测窗靠近围岩的侧边之间的长度大于一次支护与二次衬砌的厚度之和。监测窗高于一次支护和二次衬砌，可以使监测机构在二次衬砌完工后继续发挥作用。

进一步的，所述固定组件包括与围岩相连的多个一级固接件和/或与一次支护中预设架相连的多个二级固接件。通过一级固接件将防护筒与围岩相连可以实现防护筒的定位，而二级固接件可以将防护筒与一次支护中预设架相连进而保证防护筒的稳固，避免在后续施工过程中防护筒的位置发生变动。

进一步的，所述防护机构外侧面设有警示组件，所述警示组件包括警示贴纸、警示灯、警示喇叭中的一种或多种。设置警示组件可以提醒工作人员注意此处埋设有监控测点，对监控测点起到保护作用。

本发明还提供一种监控测点埋设方法，采用前述监控测点埋设装置，包括以下步骤：

(A)、按照标准、规范及工况在围岩上选择位置钻孔，在孔中埋设锚定杆；

(B)、在锚定杆顶端安装监测机构，并将监测机构调整到被观测面朝向待观测方向；

(C)、在锚定杆外围套设防护筒，并使监测窗对准监测机构；

(D)、通过固定组件将防护筒与围岩和/或一次支护中的预设架相连；

(E)、在防护筒外侧套接防护罩，进行一次支护的施做；

(F)、一次支护完工后取除防护罩，利用监控量测仪器设备对监测机构进行监测；

(G)、在防护筒外侧套接防护罩，进行二次衬砌的施做；

(H)、二次衬砌完工后取除防护罩，利用监控量测仪器设备对监测机构进行监测。

进一步的，步骤(A)中钻孔位置可以是围岩的拱顶、边墙、地表中的一种或多种；和/或，步骤(C)中防护筒与锚定杆同心设置；和/或，步骤(D)中通过防护筒一级固接件与围岩相连，通过二级固接件与一次支护中的预设架相连。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述锚定杆直接与围岩连接，并且外围套设防护机构，使得锚定杆不受后续施做的一次支护的影响，可以直接、准确地反应围岩的状态，同时防护机构还对监测机构起到隔离保护作用，避免监测机构磕碰刮擦变形，进一步保证了测量精度，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明埋设状态下的剖切示意图；

图2为本发明整体结构示意图。

具体实施方式

结合图1～图2 所示，本实施展示一种监控测点埋设装置，包括与围岩9固接的锚定杆1，锚定杆1伸出围岩9的一端连接监测机构2，监测组件2外围套设防护机构3，防护机构3底部和/或侧面设有固定组件4。可以理解的是，锚定杆1直接与围岩9连接，并且外围套设防护机构3，不受一次支护8的影响，可以直接、准确地反应围岩9的状态，同时防护机构3对监测机构2起到隔离保护作用，避免监测机构2磕碰刮擦变形，保证了测量精度。

在实践中还发现，相比于安装在一次支护8上的常规监控测点，当围岩9的状态发生变化时，本发明的监控测点总是能更早监测到，说明一次支护8的形变相对于围岩9的变化存在一定的滞后性，而直接监测围岩9的状态就可以非常及时获得围岩9的变化情况，尤其是对于突发的、剧烈的变化，提早获得突变数据，可以尽早改进完善一次支护8的结构或者加强二次衬砌7的结构，避免因监测时机过晚而出现来不及补救、引发更严重的坍塌等事故。

进一步的，防护机构3包括两端开口的防护筒31，防护筒31的侧壁对应监测机构2的位置开设监测窗32。可以理解的是，防护筒31两端开口便于观察和调整与锚定杆1的相对位置，也便于监测机构2的安装，而设置监测窗32则便于监控量测仪器设备通过监测窗32对监测机构2进行观测。

进一步的，防护筒31外围套设防护罩33，防护罩33与防护筒31 可拆卸连接，监测窗32位于防护筒31与防护罩33的叠合部。可以理解的是，设置防护罩33可以在一次支护8、二次衬砌7施工时，有效避免混凝土通过防护筒31顶部开口和观测窗32进入防护筒31内对监测机构2造成损伤。

进一步的，防护筒31底部与围岩9贴合。可以理解的是，防护筒 31底部与围岩9紧密贴合可以在一次支护8施工时，有效避免混凝土通过防护筒31底部开口进入防护筒31内，从而避免锚定杆1受一次支护 8的影响，在具体实施的时候，为了保证防护筒31底部与围岩9贴合可以将防护筒31击砸进围岩9中一定的深度，但需保证不影响到锚定杆1，如果难以砸进还可以在防护筒31底圈外围粘贴泡沫胶条，避免一次支护8的混凝土进入防护筒31内部粘附住锚定杆1，影响监测组件2直接反应围岩9变化情况的精度。

进一步的，防护筒31从贴合围岩9的端面到监测窗32靠近围岩9 的侧边之间的长度大于一次支护8的厚度。更进一步的，防护筒31从贴合围岩9的端面到监测窗32靠近围岩9的侧边之间的长度大于一次支护8与二次衬砌7的厚度之和。可以理解的是，监测窗32高于一次支护8，可以使监测机构2在一次支护8完工后继续发挥作用，对于地质条件较好的隧道段，在二次衬砌7施做的时候就可以直接将监测装置整个埋住，对应的锚定杆1、防护机构3等可以做短一些以节约材料、降低成本。监测窗32高于一次支护8和二次衬砌7，可以使监测机构2 在二次衬砌7完工后继续发挥作用。在隧道前端掌子面推进施工的过程中，也可能引起围岩9的变化，而此时后面一次支护8和二次衬砌7虽然已经施做但可能尚处于养护状态还中、性能还未达到最佳，这时也很有必要对已施做段的围岩9进行监测，从而及早发现异常进行评估，必要时采取措施进行补强，进而规避可能发生的安全事故。另外隧道运行之后，对处于浅埋地段、松散堆积区等地质条件较差部分的隧道，也有必要利用伸出二次衬砌7的监测窗32观测监测机构2进行定期监测，此外突发地震、泥石流、山体滑坡等地质灾害之后，也可以利用伸出二次衬砌7的监测窗32观测监测机构2，评估损害程度、同行能力，有必要的话根据监测结果指定补强方案。

进一步的，固定组件4包括与围岩9相连的多个一级固接件41和/ 或与一次支护8中预设架相连的多个二级固接件42。可以理解的是，通过一级固接件41将防护筒31与围岩9相连可以实现防护筒31的定位，而二级固接件42可以将防护筒31与一次支护8中预设架相连进而保证防护筒31的稳固，避免在后续施工过程中防护筒31的位置发生变动，为了受力均衡、安装稳固，多个一级固接件41沿防护筒31圆周均布，多个二级固接件42沿防护筒31圆周均布。

进一步的，防护机构3外侧面设有警示组件5，警示组件5包括警示贴纸、警示灯、警示喇叭中的一种或多种。可以理解的是，设置警示组件5可以提醒工作人员注意此处设有监控量测装置。

本发明还提供一种监控测点埋设方法，采用前述监控测点埋设装置，包括以下步骤：

(A)、按照标准、规范及工况在围岩9上选择位置钻孔，在孔中埋设锚定杆1；

(B)、在锚定杆1顶端安装监测机构2，并将监测机构2调整到被观测面朝向待观测方向；

(C)、在锚定杆1外围套设防护筒31，并使监测窗32对准监测机构 2；

(D)、通过固定组件4将防护筒31与围岩9和/或一次支护8中的预设架相连；

(E)、在防护筒31外侧套接防护罩33，进行一次支护8的施做；

(F)、一次支护8完工后取除防护罩33，利用监控量测仪器设备对监测机构2进行监测；

(G)、在防护筒31外侧套接防护罩33，进行二次衬砌7的施做；

(H)、二次衬砌7完工后取除防护罩33，利用监控量测仪器设备对监测机构2进行监测。

可以理解的是，先进行锚定杆31的埋设，再在锚定杆外围套设防护机构3，然后进行一次支护8、二次衬砌9的施做，从而保证后期监测过程中可以直接而准确地监控围岩9的情况，并且能够及时甚至提早感知突变，为评估、补强等提供科学依据。

进一步的，步骤(A)中钻孔位置可以是围岩9的拱顶、边墙、地表中的一种或多种；和/或，步骤(C)中防护筒31与锚定杆1同心设置；和/或，步骤(D)中通过防护筒31一级固接件41与围岩9相连，通过二级固接件42与一次支护8中的预设架相连。可以理解的是，该测点埋设装置可以用于拱顶来监测拱顶下沉，用于边墙来监测净空收敛、用于地表来监测地表沉降，防护筒31与锚定杆1同心设置可以最大限度上避免锚定杆1受到一次支护8的影响，多级固接件的固定能让防护筒31 更加稳固。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包含”、“包括”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。

可以理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的组件或机构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

上述实施方式为本发明较佳的实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种监控测点埋设方法，其特征在于：包括监控测点埋设装置，所述监控测点埋设装置包括与围岩(9)固接的锚定杆(1)，所述锚定杆(1)伸出围岩(9)的一端连接监测机构(2)，所述监测机构 (2)外围套设防护机构(3)，所述防护机构(3)底部和/或侧面设有固定组件(4)；

所述固定组件(4)包括与围岩(9)相连的多个一级固接件(41)和/或与一次支护(8)中预设架相连的多个二级固接件(42)；

所述防护机构(3)包括两端开口的防护筒(31)，所述防护筒(31)的侧壁对应监测机构(2)的位置开设监测窗(32),所述防护筒(31)外围套设防护罩(33)，所述防护罩(33)与防护筒(31)可拆卸连接，所述监测窗(32)位于防护筒(31)与防护罩(33)的叠合部；

采用所述监控测点埋设装置，包括以下步骤：

(A)、按照标准、规范及工况在围岩(9)上选择位置钻孔，在孔中埋设锚定杆(1)；

(B)、在锚定杆(1)顶端安装监测机构(2)，并将监测机构(2)调整到被观测面朝向待观测方向；

(C)、在锚定杆(1)外围套设防护筒(31)，并使监测窗(32)对准监测机构(2)；

(D)、通过固定组件(4)将防护筒(31)与围岩(9)和/或一次支护(8)中的预设架相连；

(E)、在防护筒(31)外侧套接防护罩(33)，进行一次支护(8)的施做；

(F)、一次支护(8)完工后取除防护罩(33)，利用监控量测仪器设备对监测机构(2)进行监测；

(G)、在防护筒(31)外侧套接防护罩(33)，进行二次衬砌(7)的施做；

(H)、二次衬砌(7)完工后取除防护罩(33)，利用监控量测仪器设备对监测机构(2)进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种监控测点埋设方法，其特征在于：所述防护筒(31)底部与围岩(9)贴合。

3.根据权利要求2所述的一种监控测点埋设方法，其特征在于：所述防护筒(31)从贴合围岩(9)的端面到监测窗(32)靠近围岩(9)的侧边之间的长度大于一次支护(8)的厚度。

4.根据权利要求3所述的一种监控测点埋设方法，其特征在于：所述防护筒(31)从贴合围岩(9)的端面到监测窗(32)靠近围岩(9)的侧边之间的长度大于一次支护(8)与二次衬砌(7)的厚度之和。

5.根据权利要求1所述的一种监控测点埋设方法，其特征在于：所述防护机构(3)外侧面设有警示组件(5)，所述警示组件(5)包括警示贴纸、警示灯、警示喇叭中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述一种监控测点埋设方法，其特征在于：

步骤(A)中钻孔位置可以是围岩(9)的拱顶、边墙、地表中的一种或多种；

和/或，步骤(C)中防护筒(31)与锚定杆(1)同心设置；

和/或，步骤(D)中通过防护筒(31)一级固接件(41)与围岩(9)相连，通过二级固接件(42)与一次支护(8)中的预设架相连。

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