CN218349417U - 一种地铁隧道变形监测组件及应用该组件形成的监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地铁隧道变形监测组件及应用该组件形成的监测系统，包括：激光测量装置和激光接收靶，激光测量装置包括：激光测量仪、激光测量仪安装架和插座；激光测量仪安装架包括：万向接头、L型底座和底座连杆，底座连杆的底端设置有外螺纹，与插座顶端的内螺纹孔通过螺纹连接；L型底座包括底板和垂直连接在底板侧部的支撑臂，底板固定在底座连杆的顶部，在支撑臂的顶部设置有连接头，所述万向接头的一端与连接头通过螺纹连接，万向接头的另一端与激光测量仪固定连接。

Description

一种地铁隧道变形监测组件及应用该组件形成的监测系统

技术领域

本实用新型涉及地铁隧道变形监测技术领域，特别是涉及一种地铁隧道变形监测组件及应用该组件形成的监测系统。

背景技术

随着城市地下空间建设的快速发展，地铁线路建设逐渐贯穿形成地下运输网络，由此产生了大量地铁隧道开挖和支护的课题，其目的是为了保障施工质量和安全，而隧道变形监测是保证其在施工期和运营期安全的重要保障，且按照现行《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB 50911-2013)和《铁路隧道监控量测技术规程》(TB 10121-2007)等规范要求，隧道拱顶下沉、净空变化是隧道变形监测的必测项目。

目前，隧道拱顶下沉监测主要采用水准仪、钢挂尺和全站仪，净空变化主要采用收敛计和全站仪，受地铁隧道施工工艺和环境的限制，上述测量方法存在诸多问题，如：全站仪对现场条件及人员的操作水平和技术要求较高，测量前需制作高质量的基准点和观测墩，且受隧道狭长分布及转弯半径的影响，平面导线测量测站较多，中误差和测量误差难以满足精度要求，此外，全站仪的仪器成本较大；受操作方法的影响，钢挂尺和收敛计在使用时需悬挂至拱顶和侧壁管片上，不仅操作繁琐，且人员攀爬存在较大的安全隐患等。申请号为201920677640.4的专利提供了一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其原理是采用激光测距仪测量与支护结构之间的距离，相邻两次测量的距离差即为基坑位移变化情况，该方法操作便捷，测量结果准确，且仪器成本较低，测量效率较高，目前，该方法已尝试应用于基坑监测技术领域，且应用效果较为理想，若能将其应用于地铁隧道变形监测中将极大提高工作效率和数据的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种地铁隧道变形监测组件及应用该组件形成的监测系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地铁隧道变形监测组件，包括：激光测量装置和激光接收靶；

所述激光测量装置包括：激光测量仪、激光测量仪安装架和插座；

激光测量仪安装架包括：万向接头、L型底座和底座连杆，底座连杆的底端设置有外螺纹，与插座顶端的内螺纹孔通过螺纹连接；L型底座包括底板和垂直连接在底板侧部的支撑臂，底板固定在底座连杆的顶部，在支撑臂的顶部设置有连接头，所述万向接头的一端与连接头通过螺纹连接，万向接头的另一端与激光测量仪固定连接。

在上述技术方案中，所述插座的底端为锥形。

在上述技术方案中，所述万向接头包括球状接头体、螺母和螺纹杆，螺母通过螺纹安装在螺纹杆一端，所述球状接头体内嵌在螺母和螺纹杆之间，螺纹杆的另一端与L型底座的连接头通过螺纹连接；球状接头体上还连接有一连接杆，该连接杆用于连接所述激光测量仪。

在上述技术方案中，底板的中心部位设置有通孔，底座连杆的顶部设置有内螺纹孔，通过螺栓穿入底板上的通孔和底座连杆顶部的内螺纹孔，将底板固定在底座连杆的顶部。

一种应用上述地铁隧道变形监测组件形成的监测系统，该系统包括两组激光测量装置和激光接收靶组件，其中一组激光测量装置和激光接收靶沿隧道高度方向上下相对设置，另一组激光测量装置和激光接收靶沿隧道横向宽度方向相对设置。

在上述技术方案中，沿隧道高度方向上下相对设置的激光测量装置和激光接收靶组件，其中，激光测量装置设置在隧道轨枕中心，激光接收靶设置在隧道拱顶管片上。

在上述技术方案中，沿隧道横向宽度方向相对设置的激光测量装置和激光接收靶组件，其中，激光测量装置设置在隧道一侧的侧壁管片上，激光接收靶设置在隧道另一侧的侧壁管片上。

本发明的优点和有益效果为：

1、解决了目前全站仪对现场条件及人员的操作水平和技术要求较高，测量前需制作高质量的基准点和观测墩；平面导线测量测站较多，中误差和测量误差难以满足精度要求；全站仪的仪器成本较高等难题。

2、解决了钢挂尺和收敛计使用操作繁琐，且测量人员每次攀爬安装仪器存在较大的安全隐患等问题。

3、结合隧道施工特点和激光测距仪的优势，与时俱进，首次将激光测距法应用在地铁隧道变形监测技术领域。

4、使用该发明所测量的结果较为精确，能够真实的反映出隧道内部的变形情况，且该发明具有操作便捷，成本投入低，受现场施工影响小，测量效率高，可控性较强。

附图说明

图1所示为地铁隧道变形监测组件形成的监测系统示意图。

图2所示为图1中激光测量装置的结构示意图。

图3所示为图1中的螺纹连杆的空间结构示意图。

图4所示为图2中的万向接头的平面结构示意图。

图5所示为图2中万向接头的平面结构拆分示意图。

图6所示为图1中的激光接收靶的平面结构示意图。

图中：1：激光测量装置；2：激光接收靶；1-1：激光测距仪；1-2：万向接头1-3：L型底座；1-4：底座连杆；1-5插座；1-51：内螺纹孔；1-2-1球状接头体；1-2-2螺母；1-2-3螺纹杆。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

一种地铁隧道变形监测组件，参见图1，包括：激光测量装置1和激光接收靶2。

参见图2和图3，所述激光测量装置1包括：激光测量仪1-1、激光测量仪安装架和插座1-5，插座1-5用于打入隧道的底面或者侧壁，激光测量仪安装架安装在插座1-5上，激光测量仪1-1安装在激光测量仪安装架上。

所述插座1-5的底端为锥形，方便插入隧道的底面或者侧壁，插座1-5的顶端设置有内螺纹孔1-51。

所述激光测量仪安装架包括：万向接头1-2、L型底座1-3和底座连杆1-4，底座连杆1-4的底端设置有外螺纹，与插座1-5的顶端内螺纹孔1-51通过螺纹连接；L型底座1-3包括底板1-31和垂直连接在底板1-31侧部的支撑臂1-32，底板1-31的中心部位设置有通孔，底座连杆1-4的顶部设置有内螺纹孔，通过螺栓m穿入底板1-31上的通孔和底座连杆1-4顶部的内螺纹孔，将底板1-31固定在底座连杆1-4的顶部，在支撑臂1-32的顶部设置有连接头1-33，连接头上横向设置有螺纹孔，所述万向接头1-2的一端与连接头1-33的螺纹孔连接，万向接头1-2的另一端与激光测量仪1-1固定连接。

参见图4、图5，所述万向接头1-2包括球状接头体1-2-1、螺母1-2-2和螺纹杆1-2-3，

螺母1-2-2通过螺纹安装在螺纹杆1-2-3一端，所述球状接头体1-2-1内嵌在螺母1-2-2和螺纹杆1-2-3之间(螺母1-2-2和螺纹杆1-2-3相对的一端内部设置有用于容纳球状接头体1-2-1的安装腔)，通过调节螺母1-2-2旋转，可以调节压紧球状接头体1-2-1的力度，螺纹杆1-2-3的另一端与L型底座1-3的连接头1-33通过螺纹连接；球状接头体1-2-1上还连接有一连接杆1-2-11，该连接杆1-2-11用于连接所述激光测量仪1-1。通过万向接头1-2上端的球状接头体1-2-1可以使激光测量仪1-1全方位调节角度，使激光测量仪1-1可与激光接收靶2对准。

实施例二

本实施例提供一种应用上述地铁隧道变形监测组件形成的监测系统，参见附图1，所述系统包括两组激光测量装置1和激光接收靶2组件，其中一组激光测量装置1和激光接收靶2沿隧道高度方向上下相对设置，另一组激光测量装置1和激光接收靶2沿隧道横向宽度方向相对设置。

具体的讲，沿隧道高度方向上下相对设置的激光测量装置1和激光接收靶2组件，其中，激光测量装置1设置在隧道轨枕中心，激光接收靶2设置在隧道拱顶管片上。

沿隧道横向宽度方向相对设置的激光测量装置1和激光接收靶2组件，其中，激光测量装置1设置在隧道一侧的侧壁管片上，激光接收靶2设置在隧道另一侧的侧壁管片上。

使用时，启动布设好的激光测量仪1-1，测量并采集激光测量仪1-1到激光接收靶2的距离值，计算相邻时间间隔内测量到的距离差值，即为隧道洞内的位移变形量。使用该发明所测量的结果较为精确，能够真实的反映出隧道内部的变形情况，且该发明具有操作便捷，成本投入低，受现场施工影响小，测量效率高，可控性较强。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种地铁隧道变形监测组件，其特征在于，包括：激光测量装置和激光接收靶；

所述激光测量装置包括：激光测量仪、激光测量仪安装架和插座；

激光测量仪安装架包括：万向接头、L型底座和底座连杆，底座连杆的底端设置有外螺纹，与插座顶端的内螺纹孔通过螺纹连接；L型底座包括底板和垂直连接在底板侧部的支撑臂，底板固定在底座连杆的顶部，在支撑臂的顶部设置有连接头，所述万向接头的一端与连接头通过螺纹连接，万向接头的另一端与激光测量仪固定连接。

2.根据权利要求1所述的地铁隧道变形监测组件，其特征在于：所述插座的底端为锥形。

3.根据权利要求1所述的地铁隧道变形监测组件，其特征在于：所述万向接头包括球状接头体、螺母和螺纹杆，螺母通过螺纹安装在螺纹杆一端，所述球状接头体内嵌在螺母和螺纹杆之间，螺纹杆的另一端与L型底座的连接头通过螺纹连接；球状接头体上还连接有一连接杆，该连接杆用于连接所述激光测量仪。

4.根据权利要求1所述的地铁隧道变形监测组件，其特征在于：底板的中心部位设置有通孔，底座连杆的顶部设置有内螺纹孔，通过螺栓穿入底板上的通孔和底座连杆顶部的内螺纹孔，将底板固定在底座连杆的顶部。

5.一种应用权利要求1所述的地铁隧道变形监测组件形成的监测系统，该系统包括两组激光测量装置和激光接收靶组件，其中一组激光测量装置和激光接收靶沿隧道高度方向上下相对设置，另一组激光测量装置和激光接收靶沿隧道横向宽度方向相对设置。

6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于：沿隧道高度方向上下相对设置的激光测量装置和激光接收靶组件，其中，激光测量装置设置在隧道轨枕中心，激光接收靶设置在隧道拱顶管片上。

7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于：沿隧道横向宽度方向相对设置的激光测量装置和激光接收靶组件，其中，激光测量装置设置在隧道一侧的侧壁管片上，激光接收靶设置在隧道另一侧的侧壁管片上。

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