CN204436476U - 基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，包括：多个设置在隧道围岩与衬砌之间接缝处的传感器组；各传感器组沿隧道断面径向分布；连接所述传感器组，用于接收所述传感器组传输过来的应变数据并存储的数据采集箱；各传感器组的输出信号线沿所述接缝引出至传感器组所在隧道断面前端的隧道内侧壁上；所述隧道内侧壁上固定有用于穿过各传感器组输出信号线的第一钢管；所述隧道内侧壁上还具有用于容纳所述数据采集箱的凹槽；所述传感器组包括应变计、钢筋计、多点位移计和土压力盒。本实用新型克服了隧道开挖时爆破对应变监测装置产生的影响，可以第一时间布设传感器组并开始采集，进而准确地采集到对于隧道塌方关键性的数据。

Description

基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种隧道塌方自动监测装置，具体为一种基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置。

背景技术

衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边采用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。现有技术中隧道的衬砌一般为复合式衬砌，即包括初期支护和二次衬砌，初期支护施工过程通常为：型钢支护、布置锚杆、布置钢筋网和喷射混凝土；二次衬砌即为混凝土衬砌或钢筋混凝土衬砌；而隧道衬砌中的应变在喷射完混凝土后的几天时间内的变化时最剧烈的，且这些应变数据对于隧道塌方监测更有意义，之后隧道衬砌中的应变才渐渐趋于稳定，如何在前述几天时间内采用一套实用的自动监测装置来获得衬砌应变数据，现有技术中尚未存在有效的技术方案。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置。

本实用新型的技术方案是：

一种基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，包括：

多个设置在隧道围岩与衬砌之间接缝处的传感器组；各传感器组沿隧道断面径向分布；

连接所述传感器组，用于接收所述传感器组传输过来的应变数据并存储的数据采集箱；

各传感器组的输出信号线沿所述接缝引出至传感器组所在隧道断面前端的隧道内侧壁上；所述隧道内侧壁上固定有用于穿过各传感器组输出信号线的第一钢管；所述隧道内侧壁上还具有用于容纳所述数据采集箱的凹槽；所述传感器组包括应变计、钢筋计、多点位移计和土压力盒；

另外，还包括连接所述数据采集箱，用于将所述数据采集箱存储的应变数据以无线通信方式发送给远程终端的数据发射箱；所述隧道内侧壁上还固定有用于穿过数据采集箱与数据发射箱之间的数据传输线的第二钢管；

进一步地，所述应变数据包括应变计输出的隧道围岩和衬砌中的应力数据、钢筋计输出的接缝内部的钢筋应力数据、多点位移计输出的隧道围岩和衬砌中的变形位移数据、土压力盒输出的接缝内部土体压力变化数据；沿所述接缝引出的多个输出信号线穿过所述第一钢管和所述凹槽侧壁上具有的通孔，并将所述应变数据由各传感器组传输至数据采集箱；

进一步地，相邻传感器组分别所在的隧道断面的径向线之间的夹角为45度；

进一步地，所述数据采集箱具有保护外壳。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，克服了隧道开挖时爆破对应变监测装置产生的影响，可以第一时间布设传感器组并开始采集，进而准确地采集到对于隧道塌方关键性的数据；另外本实用新型在后续运用中能够较为稳定的对应变数据进行采集，可以较好的满足工程需求。

附图说明

图1是本实用新型监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型监测装置的结构框图；

图3是本实用新型各传感器组分布在隧道断面的结构示意图；

图中：1、隧道围岩，2、衬砌，3、接缝，4、传感器组，5、隧道断面，6、数据采集箱，7、输出信号线，8、隧道内侧壁，9、第一钢管，10、凹槽，11、数据发射箱，12、第二钢管，13、数据传输线，14、通孔，15、条形槽。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一种基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，包括：多个设置在隧道围岩1与衬砌2之间接缝3处的传感器组4；各传感器组4沿隧道断面5径向分布；连接所述传感器组4，用于接收所述传感器组4传输过来的应变数据并存储的数据采集箱6；各传感器组4的输出信号线7沿所述接缝3引出至传感器组4所在隧道断面5前端的隧道内侧壁8上；所述隧道内侧壁8上固定有用于穿过各传感器组4输出信号线7的第一钢管9；所述隧道内侧壁8上还具有用于容纳所述数据采集箱6的凹槽10；所述传感器组4包括应变计、钢筋计、多点位移计和土压力盒；另外，还包括连接所述数据采集箱6，用于将所述数据采集箱6存储的应变数据以无线通信方式发送给远程终端的数据发射箱11；所述隧道内侧壁8上还固定有用于穿过数据采集箱6与数据发射箱11之间的数据传输线13的第二钢管12；进一步地，所述应变数据包括应变计输出的隧道围岩1和衬砌2中的应力数据、钢筋计输出的接缝3内部的钢筋应力数据、多点位移计输出的隧道围岩1和衬砌2中的变形位移数据、土压力盒输出的接缝3内部土体压力变化数据；沿所述接缝3引出的多个输出信号线7穿过所述第一钢管9和所述凹槽10侧壁上具有的通孔14，并将所述应变数据由各传感器组4传输至数据采集箱6；进一步地，相邻传感器组分别所在的隧道断面5的径向线之间的夹角为45度；进一步地，所述数据采集箱6具有保护外壳，保护外壳上开设有供输出信号线7和数据传输线13经过的开口；第一钢管9和第二钢管12通过铆钉固定在隧道内侧壁8上；通过钢管的设置能够避免隧道施工过程中造成的输出信号线和数据传输线的断裂损坏问题；数据采集箱6布置在隧道内侧壁8上具有的凹槽10中，能够防止在隧道开挖过程中由于爆破等施工造成数据采集箱被破坏的问题；所述数据采集箱6采用长沙亿拓传感科技有限公司生产的YT-ZD-01型自动采集箱；所述远程终端包括电脑、手机等电子设备；接缝指的是隧道围岩和衬砌之间的空隙或间隙；所述隧道内侧壁8上还可以设置有用于放置第一钢管9的条形槽15。

图1中的箭头方向为隧道出口方向；各传感器组4在隧道开始开挖时正确固定于隧道围岩1与衬砌2之间接缝3处，当混凝土喷射完成即可开始应变数据采集和监测；当应变数据在安全范围内则说明隧道开挖正常，超出安全范围则实施预警；本实用新型提供的基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，克服了隧道开挖时爆破对应变监测装置产生的影响，可以第一时间布设传感器组并开始采集，进而准确地采集到对于隧道塌方关键性的数据；另外本实用新型在后续运用中能够较为稳定的对应变数据进行采集，可以较好的满足工程需求。本实用新型能够对各传感器组和数据采集箱进行较好的保护，能够及时有效的完成在喷射完混凝土后的几天时间内的衬砌应变的自动监测，获得对于隧道塌方判断更有意义的数据，本实用新型可以应用于地铁、公路、铁路等各类隧道，对隧道施工过程中初期支护及二次衬砌的应变进行远程实时的自动监测，为隧道施工保驾护航。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，其特征在于包括：

多个设置在隧道围岩与衬砌之间接缝处的传感器组；各传感器组沿隧道断面径向分布；

连接所述传感器组，用于接收所述传感器组传输过来的应变数据并存储的数据采集箱；

各传感器组的输出信号线沿所述接缝引出至传感器组所在隧道断面前端的隧道内侧壁上；所述隧道内侧壁上固定有用于穿过各传感器组输出信号线的第一钢管；所述隧道内侧壁上还具有用于容纳所述数据采集箱的凹槽；所述传感器组包括应变计、钢筋计、多点位移计和土压力盒。

2.根据权利要求1所述的基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，其特征在于还包括连接所述数据采集箱，用于将所述数据采集箱存储的应变数据以无线通信方式发送给远程终端的数据发射箱；所述隧道内侧壁上还固定有用于穿过数据采集箱与数据发射箱之间的数据传输线的第二钢管。

3.根据权利要求1所述的基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，其特征在于所述应变数据包括应变计输出的隧道围岩和衬砌中的应力数据、钢筋计输出的接缝内部的钢筋应力数据、多点位移计输出的隧道围岩和衬砌中的变形位移数据、土压力盒输出的接缝内部土体压力变化数据；沿所述接缝引出的多个输出信号线穿过所述第一钢管和所述凹槽侧壁上具有的通孔，并将所述应变数据由各传感器组传输至数据采集箱。

4.根据权利要求1所述的基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，其特征在于相邻传感器组分别所在的隧道断面的径向线之间的夹角为45度。

5.根据权利要求1所述的基于衬砌应变的隧道塌方自动监测装置，其特征在于所述数据采集箱具有保护外壳。