CN215261691U - 一种隧道围岩内部多点位移监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道围岩内部多点位移监测装置，装置包括设置在围岩表面的基座和设置在围岩钻孔内部的硬质管和管内n只级联的双轴测斜仪；所述的硬质管设置在围岩内部测孔内，通过锚固体与测孔固为一体，硬质管底部为锥形封头，硬质管顶部为基座；所述的n只级联的双轴测斜仪，每只双轴测斜仪包括倾角传感器、刚性连接杆和预制连接头；所述的倾角传感器设置在刚性连接杆的中间；所述的预制连接头设置在刚性连接杆的两端；倾角传感器通过导线与外部数据采集单元联接。本装置结构简单、安装简便，可对隧道开挖引起的围岩内部多点位移进行监测。

Description

一种隧道围岩内部多点位移监测装置

技术领域

本实用新型属于岩土工程与隧道工程监测技术领域，可用于监测隧道开挖引起的围岩内部多点位移，具体为一种隧道围岩内部多点位移监测装置。

背景技术

隧道监控量测是隧道施工的必测项目，而围岩内部位移可以直接反映隧道开挖对岩体的影响，对围岩内部位移进行监测可以保证隧道施工安全、防止隧道失稳破坏。

隧道开挖引起的围岩变形并非一维变化，而是三维方向上的位移。目前，围岩内部位移常用的监测设备主要有位移计、测斜仪、柔性测斜仪等，但位移计仅能测出位移量，无法测量位移方向；测斜仪滑轮间距过小，造成测量误差较大；柔性测斜仪造价较高，量测范围和长度受限。这些设备无法精确地获取围岩内部位移数据，因此，亟待构建一种精准高效的隧道围岩内部位移监测装置。

实用新型内容

针对现有技术的缺点，本实用新型提出了一种隧道围岩内部多点位移监测装置，利用围岩测孔内的n只级联的双轴测斜仪实现围岩内部二维位移监测。

本实用新型的技术方案如下：

一种隧道围岩内部多点位移监测装置，包括设置在围岩表面的基座和设置在围岩钻孔内部的硬质管和管内n只级联的双轴测斜仪；

所述的硬质管设置在围岩内部测孔内，通过锚固体与测孔固为一体，硬质管底部为锥形封头，硬质管顶部为基座；

所述的n只级联的双轴测斜仪，每只双轴测斜仪包括倾角传感器、刚性连接杆和预制连接头；所述的倾角传感器设置在刚性连接杆的中间；所述的预制连接头设置在刚性连接杆的两端；倾角传感器通过导线与外部数据采集单元联接。

上述预制连接头为圆盘结构，圆盘直径与硬质管内径相等。

上述预制连接头圆盘上下有预留卡槽和内嵌螺母，用于固定刚性连接杆。

上述预制连接头圆盘设有预留孔，用于将导线引入基座。

上述刚性连接杆端部为螺纹结构，接入预制连接头的预留卡槽和内嵌螺母。

上述双轴测斜仪的倾角传感器测量方向与待测位移方向一致。

上述基座底面设有内嵌螺母，用于固定刚性连接杆。

上述一种隧道围岩内部多点位移监测装置中，n＝2～6。

本实用新型具有以下的有益技术效果：

1、本实用新型的在围岩测孔内部设置了n只级联的双轴测斜仪，并将双轴测斜仪通过刚性连接杆两端的预制连接头联接，实现了测孔内不同位置的区段化位移监测，可更深入更全面地监测岩体内部位移参数变化。本装置结构简单、安装简便，可对隧道开挖引起的围岩内部多点位移进行监测。

2、本实用新型中的刚性连接杆长度可根据实际需要进行设计，满足不同工程监测需求，同时将预制连接头设置于刚性连接杆两端，倾角传感器位于连接杆中部，避免了传统滑轮式测斜仪中滑轮间距过小的缺点，能够精确高效地监测两点之间变化角度，提高了测试精度。

3、本实用新型在预制连接头内部设置了预留卡槽，预留卡槽安装有内嵌螺母，方便地实现了与刚性连接杆的连接，同时在围岩内部变形测量中，内嵌螺母在预留卡槽内部倾斜移动，确保了位移参数测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型隧道围岩内部多点位移监测装置的组成结构图。

图2为本装置预制连接头的结构示意图。

图3为本装置基座的结构示意图。

图4为本实用新型用于围岩内部多点位移监测原理示意图。

图中，1-锚固体，2-硬质管，3-锥形封头，4-刚性连接杆，5-预制连接头，6-倾角传感器，7-导线，8-基座，9-内嵌螺母，10-预留卡槽。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型一种隧道围岩内部多点位移监测装置，包括设置在围岩表面的基座8和设置在围岩钻孔内部的硬质管2和管内n只级联的双轴测斜仪。硬质管2可采用PVC管制成。

硬质管2设置在围岩内部测孔内，通过锚固体1与测孔固为一体，硬质管2底部为锥形封头3，硬质管2顶部为基座8；n只级联的双轴测斜仪中每只双轴测斜仪包括倾角传感器6、刚性连接杆4、预制连接头5和导线7，其中n＝2～6；倾角传感器6设置在刚性连接杆4的中间；预制连接头5设置在刚性连接杆4的两端；倾角传感器6通过导线7与外部数据采集单元联接。

如图2和图3所示，预制连接头5为圆盘结构，圆盘直径与硬质管2内径相等。预制连接头5圆盘上下有预留卡槽10和内嵌螺母9，用于固定刚性连接杆4。预制连接头5圆盘设有预留孔，用于将导线7引入基座8。预留卡槽10的内表面为弧形结构，内嵌螺母9以嵌入的方式固定在预留卡槽10的内部。刚性连接杆4端部为螺纹结构，接入预制连接头5的内嵌螺母9，并与内嵌螺母配合联接。使用时双轴测斜仪的倾角传感器6测量方向与待测位移方向一致。基座8底面设有内嵌螺母9，用于固定刚性连接杆4。其中基座8以及预制连接头5均由混凝土或不锈钢材料制成。

实施时，在隧道内围岩表面进行钻孔，后进行清孔除渣，并灌注浆液或锚固剂在测孔内形成锚固体1。将锥形封头3通过螺丝或强力胶固定于硬质管2底部，后将固定有锥形封头3的硬质管2塞入锚固体1内。

组装n只级联的双轴测斜仪，每只双轴测斜仪均通过螺纹结构依次连接底部预制连接头5、刚性连接杆4、倾角传感器6、刚性连接杆4和顶部预制连接头5。内嵌螺母9固定在预留卡槽10内部，刚性连接杆4通过内嵌螺母9接入预制连接头5，刚性连接杆4长度根据监测需要进行设计。组装时，保证不同双轴测斜仪倾角传感器6的测量方向一致。顶部双轴测斜仪的顶部预制连接头5和孔口基座8通过刚性连接杆4和内嵌螺母9进行固定。将各个倾角传感器6的导线7连接在一起，并穿过顶部预制连接头5的预留孔，引入基座8，并与外部数据采集单元联接。

将组装好的n只级联的双轴测斜仪送入硬质管2内，保证双轴测斜仪倾角传感器6的测量方向与待测方向一致。使用喷浆锚固的方法固定孔口基座8，完成装置安装。

如图4所示，隧道开挖引起的围岩位移变化量随围岩深度变化而变化。当围岩发生位移时，硬质管2发生偏移，使得与硬质管2密切接触的预制连接头5发生位移，进而使连接在预制连接头5的刚性连接杆4两端发生不同程度位移，此时内嵌螺母9在预留卡槽10的内表面倾斜或移动，由刚性连接杆4中间的倾角传感器6测得位移角度，结合初始角度与刚性连接杆4长度进行计算，得到各个预制连接头5相对于孔口基座8的位移变化量，进而获得围岩内部的多点位移参数。

Claims (8)

1.一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：包括设置在围岩表面的基座(8)和设置在围岩钻孔内部的硬质管(2)和级联设置在管内的n只双轴测斜仪；

所述的硬质管(2)设置在围岩内部测孔内，通过锚固体(1)与测孔固为一体，硬质管(2)底部为锥形封头(3)，硬质管(2)顶部为基座(8)；

每只双轴测斜仪包括刚性连接杆(4)、倾角传感器(6)和预制连接头(5)，所述的预制连接头(5)设置在刚性连接杆(4)的两端，所述的倾角传感器(6)设置在刚性连接杆(4)的中部，倾角传感器(6)通过导线(7)与外部数据采集单元联接。

2.根据权利要求1所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：所述预制连接头(5)为圆盘结构，圆盘直径与硬质管(2)内径相等。

3.根据权利要求2所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：所述预制连接头(5)的上端和下端设置有预留卡槽(10)，预留卡槽(10)内部设置有内嵌螺母(9)，用于刚性连接杆(4)的固定。

4.根据权利要求2所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：所述预制连接头(5)上设有预留孔，用于将导线(7)引入基座(8)。

5.根据权利要求1所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：所述刚性连接杆(4)的端部为螺纹结构，与预制连接头(5)的内嵌螺母(9)配合联接。

6.根据权利要求1所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：所述双轴测斜仪的倾角传感器(6)测量方向与待测位移方向一致。

7.根据权利要求1所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：所述基座(8)底面设置有内嵌螺母(9)，用于固定刚性连接杆(4)。

8.根据权利要求1所述的一种隧道围岩内部多点位移监测装置，其特征在于：n＝2～6。

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