CN214666772U - 一种隧道顶板沉降监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道顶板沉降监测装置，包括固定于隧道底部且紧靠隧道内侧壁的支架、连接在隧道顶板下方的监测块、与支架顶部转动连接的第一连杆、第二连杆、上下滑动设于支架上的滑块及与滑块正对且固定于支架上的距离传感器，监测块、第一连杆、第二连杆及滑块依次铰接；距离传感器用于监测滑块的位移量、其信号可通过通信模块传输给远程监测平台。本实用新型设置的第一连杆分别与支架、监测块、第二连杆连接后构成杠杆结构，结构简单，便于安装、操作方便，而且通过杠杆原理可将隧道顶板的微小下沉进行放大，并在滑块上体现出来和通过距离传感器进行实时监测，监测灵敏度与精度高。

Description

一种隧道顶板沉降监测装置

技术领域

本实用新型涉及隧道工程监测技术领域，具体涉及一种隧道顶板沉降监测装置。

背景技术

随着公路铁路隧道的大量修建，普遍存在隧道顶板下沉的问题，隧道顶板沉降导致的隧道大规模变形、冒顶和坍塌事故时常发生，加强隧道顶板沉降监测刻不容缓。

目前，隧道顶板沉降主要的监测方式有全站仪和水准仪监测，然而全站仪监测需要人工逐点监测，耗时耗力，效率不高且不能实时监测，同时监测精度与人为因素有关，误差较大，精度较低；静力水准监测能实现一定程度的自动化和数字化，在隧道结构沉降监测中经常使用，但体积较大不便安装，操作复杂且不适用于高差变化较大的区段，并受环境影响较大，且一些传感器装设在隧道内壁后常会出现数据紊乱等质量问题，从而导致监测数据的可靠性较低。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种隧道顶板沉降监测装置，结构简单、便于安装、操作方便，而且监测精度高。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种隧道顶板沉降监测装置，包括：

支架，固定于隧道底部且紧靠隧道内侧壁；

监测块，连接在隧道顶板下方；

第一连杆，与所述支架顶部转动连接；

第二连杆；

滑块，上下滑动设于所述支架上；及

距离传感器，与所述滑块正对且固定于所述支架上；

其中，所述监测块、第一连杆、第二连杆及滑块依次铰接；所述距离传感器用于监测所述滑块的位移量、其信号可通过通信模块传输给远程监测平台。

可选地，所述监测块包括：

螺杆；

中间连杆；及

台体；

其中，所述螺杆上端与预埋在隧道顶板下方的膨胀管内螺纹连接、下端与所述中间连杆铰接，所述中间连杆与所述台体固定连接，所述台体与所述第一连杆上端铰接。

可选地，所述台体呈矩形体结构、其对立的两侧面上设有铰接轴，所述铰接轴与所述第一连杆上端设置的第一U型连接件铰接。

可选地，所述第一连杆包括依次连接的：

第一U型连接件；

第一杆体；

转动套；

第二杆体；及

第二U型连接件；

其中，所述转动套与所述支架顶部转动连接，所述第二U型连接件与所述第二连杆上端铰接。

可选地，所述第一杆体与第二杆体均为空心管。

可选地，所述支架上端设有一弯管，所述转动套与所述弯管顶部转动连接。

可选地，所述第一杆体呈弧形结构，其弯曲方向与所述弯管一致。

可选地，所述支架上设有一带缺口的滑动座，所述滑动座的缺口内设有一竖向的滑杆；所述滑块滑动套设在所述滑杆上，所述距离传感器固定安装在所述滑动座的缺口内底边上且与所述滑块正对。

可选地，所述滑动座在其缺口的侧面上设有刻度线，所述滑块上设有与所述刻度线对应的指针。

可选地，所述支架上还设有光线照向所述刻度线的照明灯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、设置的第一连杆分别与支架、监测块、第二连杆连接后构成杠杆结构，结构简单，便于安装、操作方便，而且通过杠杆原理可将隧道顶板的微小下沉进行放大，并在滑块上体现出来和通过距离传感器进行实时监测，监测灵敏度与精度高；

2、将第一杆体与第二杆体设为空心管，可减轻第一连杆的重量，提高灵活性，减少其对隧道顶板沉降监测的影响，同时也降低了制作成本；

3、支架上端设有弯管，而且第一杆体也呈弧形结构、其弯曲方向与弯管一致，能够避免第一连杆下端与隧道内侧壁发生干涉，提高了监测数据的准确性；

4、通过设置的刻度线和指针，可方便巡视人员在现场对隧道顶板的沉降情况进行观察和记录，实现就地监测；

5、通过支架上设置的光线照向刻度线的照明灯，能够提高环境亮度，从而方便巡视人员观察指针所指向的刻度线。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为图1中局部A放大结构示意图；

图3为监测块的立体结构示意图；

图4为第一连杆的立体结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

参见图1～图4所示，本实用新型提供了一种隧道顶板沉降监测装置，包括：

支架100，固定于隧道底部且紧靠隧道内侧壁；

监测块200，连接在隧道顶板下方；

第一连杆300，与支架100顶部转动连接；

第二连杆400；

滑块500，上下滑动设于支架100上；及

距离传感器600，与滑块500正对且固定于支架100上；

其中，监测块200、第一连杆300、第二连杆400及滑块500依次铰接；距离传感器600用于监测滑块500的位移量、其信号可通过通信模块传输给远程监测平台。

工作时，隧道顶板发生下沉，通过监测块200依次传递给第一连杆300、第二连杆400，最终使得滑块500在支架100上向上滑动，然后距离传感器600发出感应信号，在远程监测平台通过数据处理和换算后可得到隧道顶板的下沉量；而第一连杆300以其与支架100顶部的连接点为支点构成杠杆结构，即使隧道顶板发生微小下沉，也能通过杠杆原理放大，可使得滑块500产生大幅动作，从而实现对隧道顶板沉降的实时监测。设置的第一连杆300分别与支架100、监测块200、第二连杆400连接后构成杠杆结构，结构简单，便于安装、操作方便，而且通过杠杆原理可将隧道顶板的微小下沉进行放大，并在滑块500上体现出来和通过距离传感器600进行实时监测，监测灵敏度与精度高。

具体地，参见图3所示，监测块200包括螺杆210、中间连杆220及台体230，螺杆210上端与预埋在隧道顶板下方的膨胀管内螺纹连接、下端与中间连杆220铰接，中间连杆220与台体230固定连接，台体230与第一连杆300上端铰接。

台体230呈矩形体结构、其对立的两侧面上设有铰接轴231，铰接轴231与第一连杆300上端设置的第一U型连接件310铰接。

第一连杆300包括依次连接的第一U型连接件310、第一杆体320、转动套330、第二杆体340及第二U型连接件350，转动套330与支架100顶部转动连接，第二U型连接件350与第二连杆400上端铰接。

在本实施例中，第一杆体320与第二杆体340均为空心管。这样，可减轻第一连杆300的重量，提高灵活性，减少其对隧道顶板沉降监测的影响，同时也降低了制作成本。

为了避免第一连杆300下端与隧道内侧壁发生干涉、提高监测数据的准确性，支架100上端设有一弯管110，转动套330与弯管110顶部转动连接；第一杆体320呈弧形结构，其弯曲方向与弯管110一致。

参见图1和图2所示，支架100上设有一带缺口的滑动座120，滑动座120的缺口内设有一竖向的滑杆121，滑块500滑动套设在滑杆121上，距离传感器600固定安装在滑动座120的缺口内底边上且与滑块500正对。

滑动座120在其缺口的侧面上设有刻度线，滑块500上设有与刻度线对应的指针510。通过设置的刻度线和指针510，可方便巡视人员在现场对隧道顶板的沉降情况进行观察和记录，实现就地监测。

为了提高环境亮度、方便巡视人员观察指针510所指向的刻度线，支架100上还设有光线照向刻度线的照明灯130。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，包括：

支架，固定于隧道底部且紧靠隧道内侧壁；

监测块，连接在隧道顶板下方；

第一连杆，与所述支架顶部转动连接；

第二连杆；

滑块，上下滑动设于所述支架上；及

距离传感器，与所述滑块正对且固定于所述支架上；

其中，所述监测块、第一连杆、第二连杆及滑块依次铰接；所述距离传感器用于监测所述滑块的位移量、其信号可通过通信模块传输给远程监测平台。

2.根据权利要求1所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述监测块包括：

螺杆；

中间连杆；及

台体；

其中，所述螺杆上端与预埋在隧道顶板下方的膨胀管内螺纹连接、下端与所述中间连杆铰接，所述中间连杆与所述台体固定连接，所述台体与所述第一连杆上端铰接。

3.根据权利要求2所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述台体呈矩形体结构、其对立的两侧面上设有铰接轴，所述铰接轴与所述第一连杆上端设置的第一U型连接件铰接。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述第一连杆包括依次连接的：

第一U型连接件；

第一杆体；

转动套；

第二杆体；及

第二U型连接件；

其中，所述转动套与所述支架顶部转动连接，所述第二U型连接件与所述第二连杆上端铰接。

5.根据权利要求4所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述第一杆体与第二杆体均为空心管。

6.根据权利要求5所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述支架上端设有一弯管，所述转动套与所述弯管顶部转动连接。

7.根据权利要求6所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述第一杆体呈弧形结构，其弯曲方向与所述弯管一致。

8.根据权利要求1所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述支架上设有一带缺口的滑动座，所述滑动座的缺口内设有一竖向的滑杆；所述滑块滑动套设在所述滑杆上，所述距离传感器固定安装在所述滑动座的缺口内底边上且与所述滑块正对。

9.根据权利要求8所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述滑动座在其缺口的侧面上设有刻度线，所述滑块上设有与所述刻度线对应的指针。

10.根据权利要求9所述的隧道顶板沉降监测装置，其特征在于，所述支架上还设有光线照向所述刻度线的照明灯。

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