CN112964730A - 一种隧道变形监测装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道变形监测装置及使用方法，包括平衡检测装置、水溶液检测装置、声波除尘装置和预设隧道导轨。本发明属于隧道监测装置技术领域，具体是指一种隧道变形监测装置及使用方法，通过毛细现象的原理，涂抹在隧道混凝土壁上的水溶液呈现扩撒现象，紫外线灯光照射下，奎宁水溶液呈现蓝色荧光，预示此处隧道出现裂缝；底部的平衡装置根据机械平衡原理，当一侧受力过大时该侧下沉，平衡支撑杆倾斜，底部按压与平衡杆接触从而报警，预示此处隧道面下沉；用声波除尘的原理，减少隧道混凝土墙壁表面的尘埃，方便奎宁水溶液涂抹在隧道工作面上，有效解决了目前市场上现有的隧道监测装置效率低下，且自身结构复杂，维护较为不便的问题。

Description

一种隧道变形监测装置及使用方法

技术领域

本发明属于隧道监测装置技术领域，具体是指一种隧道变形监测装置及使用方法。

背景技术

隧道建设完成后，需要经常对隧道进行维护处理，避免隧道出现裂缝、漏水、坍塌的情况出现，因此监控量测是必不可少的重要环节，提高监控量测的精度，提高监测频率与效率，控制监测的全面覆盖，能够保证工程安全，提供及时监测预警，有效避免隧道塌方事故的发生。目前布点式的监控量测需要进行多断面反复操作，并受坐标控制点严重制约，监测误差大且操作繁琐，并不能有效反应隧道全长范围的位移变化，难以保证监测质量，确保施工安全。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种隧道变形监测装置及使用方法，通过毛细现象的原理，当奎宁水溶液浸润在小缝隙上时，奎宁水溶液通过裂缝槽向缝隙内部延伸，因此涂抹在隧道混凝土壁上的水溶液呈现扩撒现象，紫外线灯光照射下，奎宁水溶液呈现蓝色荧光，裂缝处的颜色变化显而易见，预示此处隧道出现裂缝；底部的平衡装置根据机械平衡原理，当一侧受力过大时该侧下沉，平衡支撑杆倾斜，底部按压与平衡杆接触从而报警，预示此处隧道面下沉；当涂液装置与隧道表面分离时，在紫外线灯光照射下此处没有颜色改变，确认此处隧道面升高；利用声波除尘的原理，减少隧道混凝土墙壁表面的尘埃附着物，方便奎宁水溶液涂抹在隧道工作面上，有效解决了目前市场上现有的隧道监测装置效率低下，且自身结构复杂，维护较为不便的问题。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种隧道变形监测装置，包括平衡检测装置、水溶液检测装置、声波除尘装置和预设隧道导轨，所述平衡检测装置与预设隧道导轨相连，所述水溶液检测装置设于平衡检测装置上，所述声波除尘装置设于平衡检测装置上；所述平衡检测装置包括限位滑动工作箱、工作箱卡合块、水平限位槽、水平检测转动支架、水平检测支架固定环、水平固定环连接轴承、移动势能工作槽、给势能钢珠、第一按钮、第一警报器、第二按钮和第二警报器，所述工作箱卡合块卡合滑动设于预设隧道导轨上，所述限位滑动工作箱与工作箱卡合块相连，所述水平限位槽设于限位滑动工作箱上，所述水平固定环连接轴承设于水平限位槽上，所述水平检测支架固定环卡合转动设于水平固定环连接轴承上，所述水平检测转动支架设于水平检测支架固定环上，所述移动势能工作槽设于水平检测转动支架上，所述给势能钢珠卡合滑动设于移动势能工作槽上，所述第一按钮设于水平限位槽上，所述第二按钮设于水平限位槽上，所述第一警报器设于限位滑动工作箱上，所述第二警报器设于限位滑动工作箱上。

进一步地，所述水溶液检测装置包括升降调节装置、涂液装置和紫外线照射装置，所述升降调节装置与水平检测转动支架相连，所述涂液装置设于升降调节装置上，所述紫外线照射装置设于限位滑动工作箱上；所述升降调节装置包括升降涂液移动支架、限位齿条、限位齿轮、涂液支架卡合块和涂液支架卡合槽，所述涂液支架卡合块设于水平检测转动支架上，所述升降涂液移动支架与水平检测转动支架相连，所述涂液支架卡合槽设于升降涂液移动支架上，所述涂液支架卡合块卡合滑动设于涂液支架卡合槽上，所述限位齿条设于升降涂液移动支架上，所述限位齿轮卡合转动设于水平检测转动支架上，所述限位齿条和限位齿轮啮合连接。

进一步地，所述涂液装置包括竖直储液槽、奎宁水蘸取槽、竖直液压推杆、液位推板、减压气孔、涂液转动电机和纺锤形涂液辊，所述竖直储液槽设于升降涂液移动支架上，所述奎宁水蘸取槽与竖直储液槽相连，所述竖直液压推杆设于竖直储液槽上，所述液位推板设于竖直液压推杆的输出端上，所述减压气孔设于升降涂液移动支架上，所述涂液转动电机设于升降涂液移动支架上，所述纺锤形涂液辊设于涂液转动电机的输出端上。

进一步地，所述紫外线照射装置包括紫外线转动底座、紫外线照射U形支架、紫外线灯竖直角度转动连接支架和紫外线照射灯，所述紫外线转动底座设于限位滑动工作箱上，所述紫外线照射U形支架卡合转动设于紫外线转动底座上，所述紫外线灯竖直角度转动连接支架卡合转动设于紫外线照射U形支架上，所述紫外线照射灯设于紫外线灯竖直角度转动连接支架上。

进一步地，所述声波除尘装置包括滚珠丝杠工作槽、丝杠工作槽挡板、丝杠槽挡板卡合槽、丝杠给动力电机、丝杠限位板、推送丝杠、线性轴承、卡合螺母、声波发射器工作盒、第一转动齿轮、第二转动齿轮、声波发射连接支架、声波水平角度调节支架、声波U形连接支架和除尘声波发射器，所述滚珠丝杠工作槽设于限位滑动工作箱上，所述丝杠槽挡板卡合槽设于限位滑动工作箱上，所述丝杠工作槽挡板卡合滑动设于丝杠槽挡板卡合槽上，所述丝杠给动力电机设于滚珠丝杠工作槽上，所述丝杠限位板设于滚珠丝杠工作槽上，所述推送丝杠卡合转动设于丝杠限位板上，所述丝杠给动力电机与推送丝杠相连，所述线性轴承设于丝杠限位板上，所述卡合螺母卡合滑动设于线性轴承上，所述卡合螺母卡合滑动设于推送丝杠上，所述声波发射器工作盒设于丝杠工作槽挡板上，所述卡合螺母与丝杠工作槽挡板相连，所述第一转动齿轮卡合转动设于声波发射器工作盒上，所述第二转动齿轮卡合转动设于声波发射器工作盒上，所述声波发射连接支架设于第二转动齿轮上，所述第一转动齿轮与第二转动齿轮啮合连接，所述声波水平角度调节支架卡合转动设于声波发射连接支架上，所述声波U形连接支架卡合转动设于声波水平角度调节支架上，所述除尘声波发射器卡合转动设于声波U形连接支架上。

进一步地，所述预设隧道导轨包括导轨本体、滑动工作箱卡合槽、充气气囊、充气气泵、导轨两端固定板、导轨固定锥、导轨两端延伸块、导轨两端延伸槽、延伸限位槽孔、延伸限位弹簧和延伸推送块，所述导轨本体与限位滑动工作箱相连，所述滑动工作箱卡合槽设于导轨本体上，所述充气气囊设于导轨本体上，所述充气气泵设于导轨本体上，所述导轨两端固定板设于导轨本体上，所述导轨固定锥卡合滑动设于导轨两端固定板上，所述导轨两端延伸块设于导轨两端固定板上，所述导轨两端延伸槽设于导轨本体上，所述导轨两端延伸块卡合滑动设于导轨两端延伸槽上，所述延伸限位槽孔设于导轨本体上，所述延伸限位弹簧设于导轨两端延伸块上，所述延伸推送块设于延伸限位弹簧上，所述延伸推送块卡合滑动设于延伸限位槽孔上。

进一步地，所述奎宁水蘸取槽设为半圆形，所述工作箱卡合块卡合滑动设于滑动工作箱卡合槽上，所述丝杠工作槽挡板的宽度大于滚珠丝杠工作槽的宽度。

进一步地，所述第一按钮与第一警报器电连接，所述第二按钮与第二警报器电连接，所述充气气泵与充气气囊气连接。

本发明一种隧道变形监测装置的使用方法，包括如下步骤:

步骤一：导轨本体需要先固定在隧道顶端，用户将导轨两端固定板卡合在隧道进出口的两端，用导轨固定锥插入槽孔内将导轨本体限位固定，当导轨本体的长度不足以连接整条隧道时，用户控制导轨两端延伸块在导轨两端延伸槽滑动，延伸限位弹簧推动延伸推送块向外移动，当延伸推送块卡合在延伸限位槽孔时，导轨两端延伸块与导轨本体之间相对固定，导轨本体两端的连接长度增加，用户打开充气气泵，并向充气气囊充气，充气气囊形变紧贴隧道上壁，令导轨本体与隧道之间相对固定；

步骤二：对隧道前进方向的表面进行除尘工作，用户控制丝杠给动力电机工作，卡合螺母与推送丝杠螺纹连接，卡合螺母卡合滑动在线性轴承上，声波发射器工作盒随着卡合螺母的移动而移动，到达合适的清洁距离后，用户控制第一转动齿轮带动第二转动齿轮转动，声波发射连接支架的竖直方向角度发生偏转，用户将声波U形连接支架的角度进行转动，令除尘声波发射器的声波发射方向正对需要涂液的路线，用户打开除尘声波发射器令其开始工作；

步骤三：开始进行奎宁水的涂液工作，用户控制限位齿轮转动，升降涂液移动支架随着限位齿轮的转动而升降，到达可以与隧道上壁接触的位置后，用户控制涂液转动电机工作，纺锤形涂液辊转动，将奎宁水蘸取槽中的奎宁水溶液沾在纺锤形涂液辊上，奎宁水通过纺锤形涂液辊与隧道上壁的接触而留在隧道上壁上，多余的奎宁水溶液滴落在奎宁水蘸取槽内，当奎宁水蘸取槽内的奎宁水不足时，用户控制竖直液压推杆伸长将液位推板沿着竖直储液槽向上推动，保证纺锤形涂液辊始终与奎宁水蘸取槽内的奎宁水接触；

步骤四：当隧道的上壁出现裂缝时，奎宁水受到毛细现象的原理，从裂缝缝隙进入裂缝内，并向两端或内部延伸，原本的一条直线形状的奎宁水带，在有裂缝的地方出现向外扩散表现形式；

步骤五：紫外线灯光照射观察清楚，用户控制紫外线照射U形支架转动水平角度，控制紫外线灯竖直角度转动连接支架转动紫外线照射灯的竖直方向角度，令紫外线灯光照射在奎宁水充分扩散后的前进路线上，奎宁水遇到紫外线灯光照射变成蓝色荧光色，在阴暗的隧道内更便于观察，且由于毛细现象产生的裂纹内的奎宁水部分受到重力作用，停留在裂缝与空气交接处，裂缝前进方向与奎宁水划线带方向不一致时，紫外线灯光探照裂缝的结果尤其明显；

步骤六：检测隧道两端是否平行或隧道内壁是否升降产生落差，用户通过纺锤形涂液辊与隧道之间的摩擦力令限位滑动工作箱在导轨本体上滑动，当同一横截面上的隧道两端出现高低落差时，水平检测支架固定环带动水平检测转动支架转动，给势能钢珠随着水平检测转动支架转动将重力势能转化为动能，加剧水平检测转动支架的转动角度，令水平检测转动支架与第一按钮或第二按钮接触，并使得第一警报器或第二警报器发出警报，用户根据报警器的位置确认隧道下沉的一侧，当某一段隧道抬高时，纺锤形涂液辊与隧道内壁无法接触产生摩擦力，限位滑动工作箱停止移动；

步骤七：用户根据报警器的方向、限位滑动工作箱停止移动的位置和奎宁水在紫外线灯光照射下扩散的区域，分别可以检测出隧道一侧下落、隧道抬升和隧道裂缝的隧道问题，并根据隧道出现的形变状况对隧道进行维护。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种隧道变形监测装置及使用方法，通过毛细现象的原理，当奎宁水溶液浸润在小缝隙上时，奎宁水溶液通过裂缝槽向缝隙内部延伸，因此涂抹在隧道混凝土壁上的水溶液呈现扩撒现象，紫外线灯光照射下，奎宁水溶液呈现蓝色荧光，裂缝处的颜色变化显而易见，预示此处隧道出现裂缝；底部的平衡装置根据机械平衡原理，当一侧受力过大时该侧下沉，平衡支撑杆倾斜，底部按压与平衡杆接触从而报警，预示此处隧道面下沉；当涂液装置与隧道表面分离时，在紫外线灯光照射下此处没有颜色改变，确认此处隧道面升高；利用声波除尘的原理，减少隧道混凝土墙壁表面的尘埃附着物，方便奎宁水溶液涂抹在隧道工作面上，有效解决了目前市场上现有的隧道监测装置效率低下，且自身结构复杂，维护较为不便的问题。

附图说明

图1为本发明一种隧道变形监测装置及使用方法的主视剖视图；

图2为本发明一种隧道变形监测装置及使用方法的右视图；

图3为本发明一种隧道变形监测装置及使用方法中限位滑动工作箱的右视剖视图；

图4为本发明一种隧道变形监测装置及使用方法中预设隧道导轨的一端的主视剖视图；

图5为本发明一种隧道变形监测装置及使用方法中升降涂液移动支架的右视剖视图；

图6为本发明一种隧道变形监测装置及使用方法中水平检测支架固定环的右视图；

图7为图1中A部分的局部放大图；

图8为图1中B部分的局部放大图；

图9为图1中C部分的局部放大图；

图10为图1中D部分的局部放大图；

图11为图3中E部分的局部放大图；

图12为图3中F部分的局部放大图；

图13为图1中G部分的局部放大图；

图14为图4中H部分的局部放大图；

图15为图3中I部分的局部放大图。

其中，1、平衡检测装置，2、水溶液检测装置，3、声波除尘装置，4、预设隧道导轨，5、限位滑动工作箱，6、工作箱卡合块，7、水平限位槽，8、水平检测转动支架，9、水平检测支架固定环，10、水平固定环连接轴承，11、移动势能工作槽，12、给势能钢珠，13、第一按钮，14、第一警报器，15、第二按钮，16、第二警报器，17、升降调节装置，18、涂液装置，19、紫外线照射装置，20、升降涂液移动支架，21、限位齿条，22、限位齿轮，23、涂液支架卡合块，24、涂液支架卡合槽，25、竖直储液槽，26、奎宁水蘸取槽，27、竖直液压推杆，28、液位推板，29、减压气孔，30、涂液转动电机，31、纺锤形涂液辊，32、紫外线转动底座，33、紫外线照射U形支架，34、紫外线灯竖直角度转动连接支架，35、紫外线照射灯，36、滚珠丝杠工作槽，37、丝杠工作槽挡板，38、丝杠槽挡板卡合槽，39、丝杠给动力电机，40、丝杠限位板，41、推送丝杠，42、线性轴承，43、卡合螺母，44、声波发射器工作盒，45、第一转动齿轮，46、第二转动齿轮，47、声波发射连接支架，48、声波水平角度调节支架，49、声波U形连接支架，50、除尘声波发射器，51、导轨本体，52、滑动工作箱卡合槽，53、充气气囊，54、充气气泵，55、导轨两端固定板，56、导轨固定锥，57、导轨两端延伸块，58、导轨两端延伸槽，59、延伸限位槽孔，60、延伸限位弹簧，61、延伸推送块。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

如图1-15所示，本发明一种隧道变形监测装置，包括平衡检测装置1、水溶液检测装置2、声波除尘装置3和预设隧道导轨4，所述平衡检测装置1与预设隧道导轨4相连，所述水溶液检测装置2设于平衡检测装置1上，所述声波除尘装置3设于平衡检测装置1上；所述平衡检测装置1包括限位滑动工作箱5、工作箱卡合块6、水平限位槽7、水平检测转动支架8、水平检测支架固定环9、水平固定环连接轴承10、移动势能工作槽11、给势能钢珠12、第一按钮13、第一警报器14、第二按钮15和第二警报器16，所述工作箱卡合块6卡合滑动设于预设隧道导轨4上，所述限位滑动工作箱5与工作箱卡合块6相连，所述水平限位槽7设于限位滑动工作箱5上，所述水平固定环连接轴承10设于水平限位槽7上，所述水平检测支架固定环9卡合转动设于水平固定环连接轴承10上，所述水平检测转动支架8设于水平检测支架固定环9上，所述移动势能工作槽11设于水平检测转动支架8上，所述给势能钢珠12卡合滑动设于移动势能工作槽11上，所述第一按钮13设于水平限位槽7上，所述第二按钮15设于水平限位槽7上，所述第一警报器14设于限位滑动工作箱5上，所述第二警报器16设于限位滑动工作箱5上。

所述水溶液检测装置2包括升降调节装置17、涂液装置18和紫外线照射装置19，所述升降调节装置17与水平检测转动支架8相连，所述涂液装置18设于升降调节装置17上，所述紫外线照射装置19设于限位滑动工作箱5上；所述升降调节装置17包括升降涂液移动支架20、限位齿条21、限位齿轮22、涂液支架卡合块23和涂液支架卡合槽24，所述涂液支架卡合块23设于水平检测转动支架8上，所述升降涂液移动支架20与水平检测转动支架8相连，所述涂液支架卡合槽24设于升降涂液移动支架20上，所述涂液支架卡合块23卡合滑动设于涂液支架卡合槽24上，所述限位齿条21设于升降涂液移动支架20上，所述限位齿轮22卡合转动设于水平检测转动支架8上，所述限位齿条21和限位齿轮22啮合连接。

所述涂液装置18包括竖直储液槽25、奎宁水蘸取槽26、竖直液压推杆27、液位推板28、减压气孔29、涂液转动电机30和纺锤形涂液辊31，所述竖直储液槽25设于升降涂液移动支架20上，所述奎宁水蘸取槽26与竖直储液槽25相连，所述竖直液压推杆27设于竖直储液槽25上，所述液位推板28设于竖直液压推杆27的输出端上，所述减压气孔29设于升降涂液移动支架20上，所述涂液转动电机30设于升降涂液移动支架20上，所述纺锤形涂液辊31设于涂液转动电机30的输出端上。

所述紫外线照射装置19包括紫外线转动底座32、紫外线照射U形支架33、紫外线灯竖直角度转动连接支架34和紫外线照射灯35，所述紫外线转动底座32设于限位滑动工作箱5上，所述紫外线照射U形支架33卡合转动设于紫外线转动底座32上，所述紫外线灯竖直角度转动连接支架34卡合转动设于紫外线照射U形支架33上，所述紫外线照射灯35设于紫外线灯竖直角度转动连接支架34上。

所述声波除尘装置3包括滚珠丝杠工作槽36、丝杠工作槽挡板37、丝杠槽挡板卡合槽38、丝杠给动力电机39、丝杠限位板40、推送丝杠41、线性轴承42、卡合螺母43、声波发射器工作盒44、第一转动齿轮45、第二转动齿轮46、声波发射连接支架47、声波水平角度调节支架48、声波U形连接支架49和除尘声波发射器50，所述滚珠丝杠工作槽36设于限位滑动工作箱5上，所述丝杠槽挡板卡合槽38设于限位滑动工作箱5上，所述丝杠工作槽挡板37卡合滑动设于丝杠槽挡板卡合槽38上，所述丝杠给动力电机39设于滚珠丝杠工作槽36上，所述丝杠限位板40设于滚珠丝杠工作槽36上，所述推送丝杠41卡合转动设于丝杠限位板40上，所述丝杠给动力电机39与推送丝杠41相连，所述线性轴承42设于丝杠限位板40上，所述卡合螺母43卡合滑动设于线性轴承42上，所述卡合螺母43卡合滑动设于推送丝杠41上，所述声波发射器工作盒44设于丝杠工作槽挡板37上，所述卡合螺母43与丝杠工作槽挡板37相连，所述第一转动齿轮45卡合转动设于声波发射器工作盒44上，所述第二转动齿轮46卡合转动设于声波发射器工作盒44上，所述声波发射连接支架47设于第二转动齿轮46上，所述第一转动齿轮45与第二转动齿轮46啮合连接，所述声波水平角度调节支架48卡合转动设于声波发射连接支架47上，所述声波U形连接支架49卡合转动设于声波水平角度调节支架48上，所述除尘声波发射器50卡合转动设于声波U形连接支架49上。

所述预设隧道导轨4包括导轨本体51、滑动工作箱卡合槽52、充气气囊53、充气气泵54、导轨两端固定板55、导轨固定锥56、导轨两端延伸块57、导轨两端延伸槽58、延伸限位槽孔59、延伸限位弹簧60和延伸推送块61，所述导轨本体51与限位滑动工作箱5相连，所述滑动工作箱卡合槽52设于导轨本体51上，所述充气气囊53设于导轨本体51上，所述充气气泵54设于导轨本体51上，所述导轨两端固定板55设于导轨本体51上，所述导轨固定锥56卡合滑动设于导轨两端固定板55上，所述导轨两端延伸块57设于导轨两端固定板55上，所述导轨两端延伸槽58设于导轨本体51上，所述导轨两端延伸块57卡合滑动设于导轨两端延伸槽58上，所述延伸限位槽孔59设于导轨本体51上，所述延伸限位弹簧60设于导轨两端延伸块57上，所述延伸推送块61设于延伸限位弹簧60上，所述延伸推送块61卡合滑动设于延伸限位槽孔59上。

所述奎宁水蘸取槽26设为半圆形，所述工作箱卡合块6卡合滑动设于滑动工作箱卡合槽52上，所述丝杠工作槽挡板37的宽度大于滚珠丝杠工作槽36的宽度。

所述第一按钮13与第一警报器14电连接，所述第二按钮15与第二警报器16电连接，所述充气气泵54与充气气囊53气连接。

本发明一种隧道变形监测装置的使用方法，包括如下步骤:

步骤一：导轨本体51需要先固定在隧道顶端，用户将导轨两端固定板55卡合在隧道进出口的两端，用导轨固定锥56插入槽孔内将导轨本体51限位固定，当导轨本体51的长度不足以连接整条隧道时，用户控制导轨两端延伸块57在导轨两端延伸槽58滑动，延伸限位弹簧60推动延伸推送块61向外移动，当延伸推送块61卡合在延伸限位槽孔59时，导轨两端延伸块57与导轨本体51之间相对固定，导轨本体51两端的连接长度增加，用户打开充气气泵54，并向充气气囊53充气，充气气囊53形变紧贴隧道上壁，令导轨本体51与隧道之间相对固定；

步骤二：对隧道前进方向的表面进行除尘工作，用户控制丝杠给动力电机39工作，卡合螺母43与推送丝杠41螺纹连接，卡合螺母43卡合滑动在线性轴承42上，声波发射器工作盒44随着卡合螺母43的移动而移动，到达合适的清洁距离后，用户控制第一转动齿轮45带动第二转动齿轮46转动，声波发射连接支架47的竖直方向角度发生偏转，用户将声波U形连接支架49的角度进行转动，令除尘声波发射器50的声波发射方向正对需要涂液的路线，用户打开除尘声波发射器50令其开始工作；

步骤三：开始进行奎宁水的涂液工作，用户控制限位齿轮22转动，升降涂液移动支架20随着限位齿轮22的转动而升降，到达可以与隧道上壁接触的位置后，用户控制涂液转动电机30工作，纺锤形涂液辊31转动，将奎宁水蘸取槽26中的奎宁水溶液沾在纺锤形涂液辊31上，奎宁水通过纺锤形涂液辊31与隧道上壁的接触而留在隧道上壁上，多余的奎宁水溶液滴落在奎宁水蘸取槽26内，当奎宁水蘸取槽26内的奎宁水不足时，用户控制竖直液压推杆27伸长将液位推板28沿着竖直储液槽25向上推动，保证纺锤形涂液辊31始终与奎宁水蘸取槽26内的奎宁水接触；

步骤四：当隧道的上壁出现裂缝时，奎宁水受到毛细现象的原理，从裂缝缝隙进入裂缝内，并向两端或内部延伸，原本的一条直线形状的奎宁水带，在有裂缝的地方出现向外扩散表现形式；

步骤五：紫外线灯光照射观察清楚，用户控制紫外线照射U形支架33转动水平角度，控制紫外线灯竖直角度转动连接支架34转动紫外线照射灯35的竖直方向角度，令紫外线灯光照射在奎宁水充分扩散后的前进路线上，奎宁水遇到紫外线灯光照射变成蓝色荧光色，在阴暗的隧道内更便于观察，且由于毛细现象产生的裂纹内的奎宁水部分受到重力作用，停留在裂缝与空气交接处，裂缝前进方向与奎宁水划线带方向不一致时，紫外线灯光探照裂缝的结果尤其明显；

步骤六：检测隧道两端是否平行或隧道内壁是否升降产生落差，用户通过纺锤形涂液辊31与隧道之间的摩擦力令限位滑动工作箱5在导轨本体51上滑动，当同一横截面上的隧道两端出现高低落差时，水平检测支架固定环9带动水平检测转动支架8转动，给势能钢珠12随着水平检测转动支架8转动将重力势能转化为动能，加剧水平检测转动支架8的转动角度，令水平检测转动支架8与第一按钮13或第二按钮15接触，并使得第一警报器14或第二警报器16发出警报，用户根据报警器的位置确认隧道下沉的一侧，当某一段隧道抬高时，纺锤形涂液辊31与隧道内壁无法接触产生摩擦力，限位滑动工作箱5停止移动；

步骤七：用户根据报警器的方向、限位滑动工作箱5停止移动的位置和奎宁水在紫外线灯光照射下扩散的区域，分别可以检测出隧道一侧下落、隧道抬升和隧道裂缝的隧道问题，并根据隧道出现的形变状况对隧道进行维护。

具体使用时，用户将导轨本体51需要先固定在隧道顶端，用户将导轨两端固定板55卡合在隧道进出口的两端，用导轨固定锥56插入槽孔内将导轨本体51限位固定，当导轨本体51的长度不足以连接整条隧道时，用户控制导轨两端延伸块57在导轨两端延伸槽58滑动，延伸限位弹簧60推动延伸推送块61向外移动，当延伸推送块61卡合在延伸限位槽孔59时，导轨两端延伸块57与导轨本体51之间相对固定，导轨本体51两端的连接长度增加，用户打开充气气泵54，并向充气气囊53充气，充气气囊53形变紧贴隧道上壁，令导轨本体51与隧道之间相对固定；对隧道前进方向的表面进行除尘工作，用户控制丝杠给动力电机39工作，卡合螺母43与推送丝杠41螺纹连接，卡合螺母43卡合滑动在线性轴承42上，声波发射器工作盒44随着卡合螺母43的移动而移动，到达合适的清洁距离后，用户控制第一转动齿轮45带动第二转动齿轮46转动，声波发射连接支架47的竖直方向角度发生偏转，用户将声波U形连接支架49的角度进行转动，令除尘声波发射器50的声波发射方向正对需要涂液的路线，用户打开除尘声波发射器50令其开始工作；开始进行奎宁水的涂液工作，用户控制限位齿轮22转动，升降涂液移动支架20随着限位齿轮22的转动而升降，到达可以与隧道上壁接触的位置后，用户控制涂液转动电机30工作，纺锤形涂液辊31转动，将奎宁水蘸取槽26中的奎宁水溶液沾在纺锤形涂液辊31上，奎宁水通过纺锤形涂液辊31与隧道上壁的接触而留在隧道上壁上，多余的奎宁水溶液滴落在奎宁水蘸取槽26内，当奎宁水蘸取槽26内的奎宁水不足时，用户控制竖直液压推杆27伸长将液位推板28沿着竖直储液槽25向上推动，保证纺锤形涂液辊31始终与奎宁水蘸取槽26内的奎宁水接触；当隧道的上壁出现裂缝时，奎宁水受到毛细现象的原理，从裂缝缝隙进入裂缝内，并向两端或内部延伸，原本的一条直线形状的奎宁水带，在有裂缝的地方出现向外扩散表现形式；紫外线灯光照射观察清楚，用户控制紫外线照射U形支架33转动水平角度，控制紫外线灯竖直角度转动连接支架34转动紫外线照射灯35的竖直方向角度，令紫外线灯光照射在奎宁水充分扩散后的前进路线上，奎宁水遇到紫外线灯光照射变成蓝色荧光色，在阴暗的隧道内更便于观察，且由于毛细现象产生的裂纹内的奎宁水部分受到重力作用，停留在裂缝与空气交接处，裂缝前进方向与奎宁水划线带方向不一致时，紫外线灯光探照裂缝的结果尤其明显；检测隧道两端是否平行或隧道内壁是否升降产生落差，用户通过纺锤形涂液辊31与隧道之间的摩擦力令限位滑动工作箱5在导轨本体51上滑动，当同一横截面上的隧道两端出现高低落差时，水平检测支架固定环9带动水平检测转动支架8转动，给势能钢珠12随着水平检测转动支架8转动将重力势能转化为动能，加剧水平检测转动支架8的转动角度，令水平检测转动支架8与第一按钮13或第二按钮15接触，并使得第一警报器14或第二警报器16发出警报，用户根据报警器的位置确认隧道下沉的一侧，当某一段隧道抬高时，纺锤形涂液辊31与隧道内壁无法接触产生摩擦力，限位滑动工作箱5停止移动；用户根据报警器的方向、限位滑动工作箱5停止移动的位置和奎宁水在紫外线灯光照射下扩散的区域，分别可以检测出隧道一侧下落、隧道抬升和隧道裂缝等隧道问题，并根据相关问题对隧道进行维护，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

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。而且，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。

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。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种隧道变形监测装置，其特征在于：包括平衡检测装置、水溶液检测装置、声波除尘装置和预设隧道导轨，所述平衡检测装置与预设隧道导轨相连，所述水溶液检测装置设于平衡检测装置上，所述声波除尘装置设于平衡检测装置上；所述平衡检测装置包括限位滑动工作箱、工作箱卡合块、水平限位槽、水平检测转动支架、水平检测支架固定环、水平固定环连接轴承、移动势能工作槽、给势能钢珠、第一按钮、第一警报器、第二按钮和第二警报器，所述工作箱卡合块卡合滑动设于预设隧道导轨上，所述限位滑动工作箱与工作箱卡合块相连，所述水平限位槽设于限位滑动工作箱上，所述水平固定环连接轴承设于水平限位槽上，所述水平检测支架固定环卡合转动设于水平固定环连接轴承上，所述水平检测转动支架设于水平检测支架固定环上，所述移动势能工作槽设于水平检测转动支架上，所述给势能钢珠卡合滑动设于移动势能工作槽上，所述第一按钮设于水平限位槽上，所述第二按钮设于水平限位槽上，所述第一警报器设于限位滑动工作箱上，所述第二警报器设于限位滑动工作箱上。

2.根据权利要求1所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于所述水溶液检测装置包括升降调节装置、涂液装置和紫外线照射装置，所述升降调节装置与水平检测转动支架相连，所述涂液装置设于升降调节装置上，所述紫外线照射装置设于限位滑动工作箱上；所述升降调节装置包括升降涂液移动支架、限位齿条、限位齿轮、涂液支架卡合块和涂液支架卡合槽，所述涂液支架卡合块设于水平检测转动支架上，所述升降涂液移动支架与水平检测转动支架相连，所述涂液支架卡合槽设于升降涂液移动支架上，所述涂液支架卡合块卡合滑动设于涂液支架卡合槽上，所述限位齿条设于升降涂液移动支架上，所述限位齿轮卡合转动设于水平检测转动支架上，所述限位齿条和限位齿轮啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述涂液装置包括竖直储液槽、奎宁水蘸取槽、竖直液压推杆、液位推板、减压气孔、涂液转动电机和纺锤形涂液辊，所述竖直储液槽设于升降涂液移动支架上，所述奎宁水蘸取槽与竖直储液槽相连，所述竖直液压推杆设于竖直储液槽上，所述液位推板设于竖直液压推杆的输出端上，所述减压气孔设于升降涂液移动支架上，所述涂液转动电机设于升降涂液移动支架上，所述纺锤形涂液辊设于涂液转动电机的输出端上。

4.根据权利要求3所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述紫外线照射装置包括紫外线转动底座、紫外线照射U形支架、紫外线灯竖直角度转动连接支架和紫外线照射灯，所述紫外线转动底座设于限位滑动工作箱上，所述紫外线照射U形支架卡合转动设于紫外线转动底座上，所述紫外线灯竖直角度转动连接支架卡合转动设于紫外线照射U形支架上，所述紫外线照射灯设于紫外线灯竖直角度转动连接支架上。

5.根据权利要求4所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述声波除尘装置包括滚珠丝杠工作槽、丝杠工作槽挡板、丝杠槽挡板卡合槽、丝杠给动力电机、丝杠限位板、推送丝杠、线性轴承、卡合螺母、声波发射器工作盒、第一转动齿轮、第二转动齿轮、声波发射连接支架、声波水平角度调节支架、声波U形连接支架和除尘声波发射器，所述滚珠丝杠工作槽设于限位滑动工作箱上，所述丝杠槽挡板卡合槽设于限位滑动工作箱上，所述丝杠工作槽挡板卡合滑动设于丝杠槽挡板卡合槽上，所述丝杠给动力电机设于滚珠丝杠工作槽上，所述丝杠限位板设于滚珠丝杠工作槽上，所述推送丝杠卡合转动设于丝杠限位板上，所述丝杠给动力电机与推送丝杠相连，所述线性轴承设于丝杠限位板上，所述卡合螺母卡合滑动设于线性轴承上，所述卡合螺母卡合滑动设于推送丝杠上，所述声波发射器工作盒设于丝杠工作槽挡板上，所述卡合螺母与丝杠工作槽挡板相连，所述第一转动齿轮卡合转动设于声波发射器工作盒上，所述第二转动齿轮卡合转动设于声波发射器工作盒上，所述声波发射连接支架设于第二转动齿轮上，所述第一转动齿轮与第二转动齿轮啮合连接，所述声波水平角度调节支架卡合转动设于声波发射连接支架上，所述声波U形连接支架卡合转动设于声波水平角度调节支架上，所述除尘声波发射器卡合转动设于声波U形连接支架上。

6.根据权利要求5所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述预设隧道导轨包括导轨本体、滑动工作箱卡合槽、充气气囊、充气气泵、导轨两端固定板、导轨固定锥、导轨两端延伸块、导轨两端延伸槽、延伸限位槽孔、延伸限位弹簧和延伸推送块，所述导轨本体与限位滑动工作箱相连，所述滑动工作箱卡合槽设于导轨本体上，所述充气气囊设于导轨本体上，所述充气气泵设于导轨本体上，所述导轨两端固定板设于导轨本体上，所述导轨固定锥卡合滑动设于导轨两端固定板上，所述导轨两端延伸块设于导轨两端固定板上，所述导轨两端延伸槽设于导轨本体上，所述导轨两端延伸块卡合滑动设于导轨两端延伸槽上，所述延伸限位槽孔设于导轨本体上，所述延伸限位弹簧设于导轨两端延伸块上，所述延伸推送块设于延伸限位弹簧上，所述延伸推送块卡合滑动设于延伸限位槽孔上。

7.根据权利要求6所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述奎宁水蘸取槽设为半圆形，所述工作箱卡合块卡合滑动设于滑动工作箱卡合槽上，所述丝杠工作槽挡板的宽度大于滚珠丝杠工作槽的宽度。

8.根据权利要求7所述的一种隧道变形监测装置，其特征在于：所述第一按钮与第一警报器电连接，所述第二按钮与第二警报器电连接，所述充气气泵与充气气囊气连接。

9.一种隧道变形监测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：导轨本体需要先固定在隧道顶端，用户将导轨两端固定板卡合在隧道进出口的两端，用导轨固定锥插入槽孔内将导轨本体限位固定，当导轨本体的长度不足以连接整条隧道时，用户控制导轨两端延伸块在导轨两端延伸槽滑动，延伸限位弹簧推动延伸推送块向外移动，当延伸推送块卡合在延伸限位槽孔时，导轨两端延伸块与导轨本体之间相对固定，导轨本体两端的连接长度增加，用户打开充气气泵，并向充气气囊充气，充气气囊形变紧贴隧道上壁，令导轨本体与隧道之间相对固定；

步骤二：对隧道前进方向的表面进行除尘工作，用户控制丝杠给动力电机工作，卡合螺母与推送丝杠螺纹连接，卡合螺母卡合滑动在线性轴承上，声波发射器工作盒随着卡合螺母的移动而移动，到达合适的清洁距离后，用户控制第一转动齿轮带动第二转动齿轮转动，声波发射连接支架的竖直方向角度发生偏转，用户将声波U形连接支架的角度进行转动，令除尘声波发射器的声波发射方向正对需要涂液的路线，用户打开除尘声波发射器令其开始工作；

步骤三：开始进行奎宁水的涂液工作，用户控制限位齿轮转动，升降涂液移动支架随着限位齿轮的转动而升降，到达可以与隧道上壁接触的位置后，用户控制涂液转动电机工作，纺锤形涂液辊转动，将奎宁水蘸取槽中的奎宁水溶液沾在纺锤形涂液辊上，奎宁水通过纺锤形涂液辊与隧道上壁的接触而留在隧道上壁上，多余的奎宁水溶液滴落在奎宁水蘸取槽内，当奎宁水蘸取槽内的奎宁水不足时，用户控制竖直液压推杆伸长将液位推板沿着竖直储液槽向上推动，保证纺锤形涂液辊始终与奎宁水蘸取槽内的奎宁水接触；

步骤四：当隧道的上壁出现裂缝时，奎宁水受到毛细现象的原理，从裂缝缝隙进入裂缝内，并向两端或内部延伸，原本的一条直线形状的奎宁水带，在有裂缝的地方出现向外扩散表现形式；

步骤五：紫外线灯光照射观察清楚，用户控制紫外线照射U形支架转动水平角度，控制紫外线灯竖直角度转动连接支架转动紫外线照射灯的竖直方向角度，令紫外线灯光照射在奎宁水充分扩散后的前进路线上，奎宁水遇到紫外线灯光照射变成蓝色荧光色，在阴暗的隧道内更便于观察，且由于毛细现象产生的裂纹内的奎宁水部分受到重力作用，停留在裂缝与空气交接处，裂缝前进方向与奎宁水划线带方向不一致时，紫外线灯光探照裂缝的结果尤其明显；

步骤六：检测隧道两端是否平行或隧道内壁是否升降产生落差，用户通过纺锤形涂液辊与隧道之间的摩擦力令限位滑动工作箱在导轨本体上滑动，当同一横截面上的隧道两端出现高低落差时，水平检测支架固定环带动水平检测转动支架转动，给势能钢珠随着水平检测转动支架转动将重力势能转化为动能，加剧水平检测转动支架的转动角度，令水平检测转动支架与第一按钮或第二按钮接触，并使得第一警报器或第二警报器发出警报，用户根据报警器的位置确认隧道下沉的一侧，当某一段隧道抬高时，纺锤形涂液辊与隧道内壁无法接触产生摩擦力，限位滑动工作箱停止移动；

步骤七：用户根据报警器的方向、限位滑动工作箱停止移动的位置和奎宁水在紫外线灯光照射下扩散的区域，分别可以检测出隧道一侧下落、隧道抬升和隧道裂缝的隧道问题，并根据隧道出现的形变状况对隧道进行维护。

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