CN215804548U - 一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置及其监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，包括激光指向仪和定位点单元，激光指向仪发射的激光束能够穿过定位点单元并在隧道掌子面上形成激光点，定位点单元包括悬吊于隧道内部的垂线，垂线上设置有激光定位点。一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，包括布置体系、底板、激光测距仪、激光定位标签滚轴、水平仪，底板和隧道掌子面平行，激光测距仪通过激光定位标签滚轴和底板转动连接，激光定位标签滚轴的轴线经过激光点，激光定位标签滚轴的轴线和隧道掌子面相交于一点，该点和激光点重合，激光测距仪发射出的激光束能够落在隧道的内壁上。本实用新型克服掌子面开挖施工过程容易发生扭转、偏移的问题。

Description

一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置及其监测装置

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置及其监测装置。

背景技术

近年来，随着我国交通基础设施的迅速发展，地下隧道的施工得到了越来越多的重视，掌子面的施工质量决定地下隧道的施工质量，因此需要对掌子面进行相关质量的检查。

传统掌子面施工过程中为了确定掌子面的施工断面，需要先放线放样建立网格，之后利用全站仪去检验掌子面的施工断面，所以隧道每前进施工一品，就需要全站仪对掌子面进行检验。由于全站仪在掌子面开挖施工过程中不能使用，因此不能实时精确控制开挖断面的作业范围，使得掌子面开挖施工过程容易发生扭转、偏移。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置及其监测装置，以克服掌子面开挖施工过程容易发生扭转、偏移的问题。

一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，包括至少两个激光指向仪和至少两个定位点单元，激光指向仪发射的激光束能够穿过其对应的定位点单元并在隧道掌子面上形成激光点，所述定位点单元包括悬吊于隧道内部的垂线，所述垂线呈竖直设置，所述垂线上设置有激光定位点，所述激光定位点和激光点均位于激光指向仪发射出的激光束上。

进一步地，位于同一定位点单元的垂线为多个，多个所述垂线沿隧道开挖的方向等间隔设置。

进一步地，所述隧道的内壁上固设有定位螺丝，所述垂线的上端和定位螺丝固定连接、下端固定连接有配重块。

进一步地，所述垂线和定位螺丝之间设置有定位环，所述定位环和定位螺丝固定连接。

一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，包括用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，还包括底板、激光测距仪、激光定位标签滚轴、固设于底板上的水平仪，所述底板和隧道掌子面平行，所述激光测距仪通过激光定位标签滚轴和底板转动连接，所述激光定位标签滚轴的轴线经过所述激光点，所述激光测距仪发射出的激光束能够落在隧道的内壁上。

进一步地，所述底板上设置有固定框，所述激光测距仪设置于固定框的内部，所述激光测距仪和固定框可拆卸连接；所述固定框背向底板的一侧设置有开口。

进一步地，所述固定框内部设置有挡板，所述挡板和固定框内壁之间设置有弹性件，所述弹性件能够驱使挡板夹紧激光测距仪。

进一步地，所述底板上设置有滑轨，所述激光测距仪能够沿滑轨滑动。

进一步地，所述激光测距仪和滑轨之间设置有滚轴。

进一步地，所述滑轨设置为弧形，该弧形的弧度和隧道内壁的弧度相等。

本实用新型一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置及其监测装置，的有益效果：

1、通过设置多个激光指向仪分别向隧道掌子面发射激光束，从而在隧道掌子面上形成多个激光点，以任意两个激光点的连线为基准，能够在掌子面开挖施工过程进行实时监测，使得掌子面不易发生扭转、偏移的问题。

2、通过激光指向仪向掌子面发射激光束，激光束的设置能够增加导洞定向的准确性。

3、通过设置激光测距仪测量掌子面控制点距离掌子面激光点的距离，根据测量数据对掌子面进行检验并纠偏。

4、通过激光测距仪和激光指向仪的组合减少了使用全站仪的频率，减少了使用全站仪时繁琐的测量放线的时间，加快了隧道的施工进度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型布置体系的定位点单元布置体系示意图；

图2为本实用新型布置体系的隧道内定位点结构断面示意图；

图3为本实用新型布置体系的隧道掌子面激光点示意图；

图4为本实用新型监测装置的整体结构示意图；

图5为本实用新型监测装置中底板、滑轨、激光定位标签滚轴之间的连接关系示意图；

图6为本实用新型监测装置的使用状态示意图。

图中：1、激光指向仪；11、激光点；2、定位点单元；21、定位螺丝；22、定位环；23、垂线；231、激光定位点；24、配重块；3、底板；4、激光测距仪；5、水平仪；6、固定框；7、激光定位标签滚轴；8、滑轨；81、折边；82、挡块；9、滚轴；91、连接轴；10、挡板；20、弹性件；30、隧道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参照图1，本申请提供一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，包括至少两个激光指向仪1和至少两个定位点单元2，本申请对激光指向仪1的数量不作限定，本实施例以两个激光指向仪1为例，两个激光指向仪1均安装于隧道30洞口处。

结合图1和图2，激光指向仪1发射的激光束能够在隧道掌子面上形成激光点11，调整激光指向仪1的位置，使得一个激光点11位于隧道30的拱顶处、另一个激光点11位于隧道30的拱肩处。

结合图1和图3，定位点单元2的个数和激光指向仪1的数量相等。每个定位点单元2均包括定位螺丝21、定位环22、垂线23、配重块24，定位螺丝21和隧道30洞壁固定连接；定位环22为圆形，定位环22和定位螺丝21的端部焊接在一起，定位螺丝21沿定位环 22的径向方向设置；垂线23的上端和定位环22固定连接、下端和配重块24固定连接，在配重块24的作用下，使得垂线23始终保持竖直的状态。垂线23上设置有激光定位点231，位于隧道30的拱顶处的激光定位点231和位于隧道30的拱顶处的激光点11均位于对应激光指向仪1发射出的激光束上。

参照图3，位于同一定位点单元2的垂线23为多个，多个垂线 23沿激光束的长度方向等间隔设置，定位螺丝21的数量和垂线23 的数量相等，相邻定位螺丝21之间的间隔优选为5m。

本实施例1的实施原理为：

1、操作人员使用全站仪确定洞口激光指向仪1、定位点单元2 的位置，之后再洞口焊接钢筋安装激光指向仪1；

2、安装人员在定位点安装定位螺丝21，之后在定位螺丝21上焊接定位环22，等到定位环22冷却之后将下端有配重块24的垂线 23固定到定位环22上，微调垂线23位置，保证垂线23上有激光束穿过留下的激光点11，最终激光束在正在施工的掌子面上留下明显的掌子面激光点11，以任意两个激光点11的连线为基准，能够在掌子面开挖施工过程进行实时监测，使得掌子面不易发生扭转、偏移的问题。

实施例2

实施例2和实施例1的区别在于，本申请还提供一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，包括用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，该布置体系和实施例1中的布置体系相同，在此不再赘述。参照图4，监测装置还包括底板3和激光测距仪4，激光测距仪4和底板3转动连接，工作时，激光测距仪4发射出的激光束能够落在隧道30的内周壁上。

结合图4和图5，底板3为矩形板状，底板3呈竖直设置，底板 3的板面和隧道掌子面平行。底板3上固设有水平仪5，水平仪5为两个，两个水平仪5分别位于底板3相邻的两边，两个水平仪5垂直。

结合图4和图5，底板3上设置有固定框6，固定框6包括四个侧板和一个背板，四个侧板和一个背板围成具有一侧开口的矩形框状，固定框6的开口端背向底板3，激光测距仪4安装于固定框6内部。

结合图4和图5，底板3和固定框6之间转动设置激光定位标签滚轴7，激光定位标签滚轴7和底板3垂直，且激光定位标签滚轴7 的轴线经过隧道掌子面上的激光点11；固定框6能够带动激光测距仪4绕激光定位标签滚轴7转动，实现对不同位置处隧道30洞壁和激光测距仪4之间距离的测量。

结合图4和图5，底板3和固定框6之间设置有滑轨8，滑轨8 和底板3固定连接，滑轨8设置为弧形，滑轨8的弧度等于隧道30 洞壁的弧度，激光定位标签滚轴7位于滑轨8的圆心处；滑轨8的内部滑动连接有滚轴9，滚轴9和滑轨8滑动连接。滚轴9上固设有连接轴91，连接轴91轴线和滚轴9轴线重合，连接轴91的外径小于滚轴9的外径，连接轴91延伸至滑轨8的外部，且连接轴91和激光测距仪4转动连接。滑轨8于其靠近激光测距仪4的一侧向内弯折有折边81，折边81的设置能够防止滚轴9脱出滑轨8。

结合图4和图5，激光测距仪4和固定框6可拆卸连接。固定框 6内部设置有挡板10，挡板10和固定框6背板垂直，挡板10和固定框6内壁滑动连接，挡板10将固定框6内部分隔呈放置区和调节区，激光测距仪4安装于放置区的内部；挡板10和固定框6内壁之间设置有弹性件20，当弹性件20为压缩弹簧时，压缩弹簧设置于调节区的内部，压缩弹簧的一端和挡板10固定连接、另一端和固定框6内壁固定连接，在压缩弹簧的作用下使得挡板10能够压紧激光测距仪 4，能够实现对不同型号的激光测距仪4的夹紧固定。

施工过程为：

1、操作人员使用全站仪确定洞口激光指向仪1、定位点单元2 的位置，之后再洞口焊接钢筋安装激光指向仪1；

2、安装人员在定位点安装定位螺丝21，之后在定位螺丝21上焊接定位环22，等到定位环22冷却之后将下端有配重块24的垂线 23固定到定位环22上，微调垂线23位置，保证垂线23上有激光束穿过留下的激光点11，最终激光束在正在施工的掌子面上留下明显的掌子面激光点11；

3、将监测装置的激光定位标签滚轴7中心点和掌子面激光点11 重合(参照图6)，进而确定监测装置的安装位置；随后操作人员通过调整装置底板3使水平仪5的气泡完成仪器使用前的校准；

4、通过拨动固定框6，固定框6带动激光测距仪4同步转动，测量隧道30内周壁上各个位置距离激光测距仪4的距离，根据测量的数据形成对隧道掌子面开挖的控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，其特征在于，包括至少两个激光指向仪(1)和至少两个定位点单元(2)，激光指向仪(1)发射的激光束能够穿过其对应的定位点单元(2)并在隧道掌子面上形成激光点(11)，所述定位点单元(2)包括悬吊于隧道(30)内部的垂线(23)，所述垂线(23)呈竖直设置，所述垂线(23)上设置有激光定位点(231)，所述激光定位点(231)和激光点(11)均位于激光指向仪(1)发射出的激光束上。

2.根据权利要求1所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，其特征在于，位于同一定位点单元(2)的垂线(23)为多个，多个所述垂线(23)沿隧道(30)开挖的方向等间隔设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，其特征在于，所述隧道(30)的内壁上固设有定位螺丝(21)，所述垂线(23)的上端和定位螺丝(21)固定连接、下端固定连接有配重块(24)。

4.根据权利要求3所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，其特征在于，所述垂线(23)和定位螺丝(21)之间设置有定位环(22)，所述定位环(22)和定位螺丝(21)固定连接。

5.一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的用于控制隧道掌子面开挖断面的布置装置，还包括底板(3)、激光测距仪(4)、激光定位标签滚轴(7)、固设于底板(3)上的水平仪(5)，所述底板(3)和隧道掌子面平行，所述激光测距仪(4)通过激光定位标签滚轴(7)和底板(3)转动连接，所述激光定位标签滚轴(7)的轴线经过所述激光点(11)，所述激光测距仪(4)发射出的激光束能够落在隧道(30)的内壁上。

6.根据权利要求5所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，其特征在于，所述底板(3)上设置有固定框(6)，所述激光测距仪(4)设置于固定框(6)的内部，所述激光测距仪(4)和固定框(6)可拆卸连接；所述固定框(6)背向底板(3)的一侧设置有开口。

7.根据权利要求6所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，其特征在于，所述固定框(6)内部设置有挡板(10)，所述挡板(10)和固定框(6)内壁之间设置有弹性件(20)，所述弹性件(20)能够驱使挡板(10)夹紧激光测距仪(4)。

8.根据权利要求5所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，其特征在于，所述底板(3)上设置有滑轨(8)，所述激光测距仪(4)能够沿滑轨(8)滑动。

9.根据权利要求8所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，其特征在于，所述激光测距仪(4)和滑轨(8)之间设置有滚轴(9)。

10.根据权利要求8所述的一种用于控制隧道掌子面开挖断面的监测装置，其特征在于，所述滑轨(8)设置为弧形，该弧形的弧度和隧道(30)内壁的弧度相等。

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