隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，該測量裝置裝設(shè)于隧道壁面上，包括固定安裝于隧道壁面上的定線裝置、安裝在定線裝置上的激光測距傳感器和安裝于隧道壁面測點的反光片。定線裝置包括一基座，基座內(nèi)設(shè)有一球窩，球窩與一球頭轉(zhuǎn)子球面配合，球頭轉(zhuǎn)子與激光測距傳感器固定連接，球窩與球頭轉(zhuǎn)子之間設(shè)有鎖緊裝置?；ㄟ^一膨脹螺絲固定裝設(shè)于隧道壁面上，膨脹螺絲端部的螺紋長度短于定線裝置基座上螺紋孔的長度。該裝置還包括連接于激光測距傳感器的外置觸發(fā)線和外置觸發(fā)按鈕。僅需一臺測量裝置就可以完成對整個隧道的收斂位移和拱頂沉降的測量，測量結(jié)果準(zhǔn)確，滿足了隧道收斂監(jiān)測測線多、頻次高、總量大的要求。
【專利說明】隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)測隧道及地下工程等洞壁和結(jié)構(gòu)的相對位移測量裝置，特別是涉及一種測量隧道洞周收斂位移和拱頂沉降的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道施工及運營維護過程中，通過對隧道周邊凈空尺寸變化的測量，即對隧道周邊收斂位移的測量，可以直觀明確地判斷隧道圍巖或結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，收斂位移是隧道監(jiān)測中的常規(guī)監(jiān)測項目，而收斂計和水準(zhǔn)儀是監(jiān)測隧道收斂位移的最主要的儀器。
[0003]隧道周邊收斂位移監(jiān)測主要采用桿尺式收斂計或者弦式收斂計，即在隧道測點固定卡勾，測量時將收斂計懸掛于測點卡勾上，讀出測點之間的距離。這種傳統(tǒng)的收斂計都是接觸式收斂計，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，測量中需要較為繁瑣的安裝過程，安裝過程產(chǎn)生的誤差將導(dǎo)致測量精度不能保證。監(jiān)測過程中懸掛在隧道周邊測點的收斂計也會影響隧道內(nèi)正常的施工作業(yè)。傳統(tǒng)的收斂計需要拉緊后再讀數(shù)，所以需要在噴射混凝土強度形成后才可進行監(jiān)測，影響了布點的及時性，造成收斂位移監(jiān)測值的部分損失。
[0004]隧道拱頂沉降傳統(tǒng)的監(jiān)測采用的是水準(zhǔn)儀，測量時將水準(zhǔn)儀懸掛于拱頂測點卡勾上，再進行高層測量。拱頂測點較高(6米以上)，懸掛很困難，監(jiān)測過程中懸掛在隧道拱頂測點的標(biāo)尺也會影響隧道內(nèi)正常的施工作業(yè)。
[0005]國內(nèi)外還有一些基于激光測距原理的隧道收斂位移測量的研究，這些研究涉及的裝置具有較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，或者較大的尺寸。在整個監(jiān)測周期內(nèi)，都需將激光測距傳感器的固定裝置安裝在隧道壁面上，很容易受到爆破振動或機械碰撞，從而影響監(jiān)測精度，甚至可能會令測量裝置遭到碰壞。此外，有的激光測距傳感器由于受固定裝置的結(jié)構(gòu)所限，對測點和儀器的安裝位置有特定要求，否則激光發(fā)射端無法對準(zhǔn)待測目標(biāo)點。
[0006]用現(xiàn)有的收斂計或激光測距傳感器進行隧道周邊收斂位移測量的方法，每條測線上都需要安裝收斂計或相應(yīng)的激光測距儀固定裝置，用量大，費用高，無法滿足隧道收斂監(jiān)測測線多、頻次高、總量大的要求。
實用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種僅利用一臺激光測距傳感器即可精確測量整個隧道的收斂位移和拱頂沉降的測量裝置。
[0008]為實現(xiàn)上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，裝設(shè)于隧道壁面上，包括:固定安裝于所述隧道壁面上的定線裝置、安裝在所述定線裝置上的激光測距傳感器和安裝于所述隧道壁面測點的反光片；所述定線裝置包括一基座，所述基座內(nèi)設(shè)有一球窩，所述球窩與一球頭轉(zhuǎn)子球面配合，所述球頭轉(zhuǎn)子與所述激光測距傳感器固定連接，所述球窩與所述球頭轉(zhuǎn)子之間設(shè)有鎖緊裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述球頭轉(zhuǎn)子上固定有螺釘，所述激光測距傳感器與所述球頭轉(zhuǎn)子之間為螺紋連接。[0010]進一步優(yōu)選地，所述激光測距傳感器底部設(shè)有螺紋孔，所述螺釘?shù)拈L度短于所述螺紋孔的長度。
[0011]優(yōu)選地，所述鎖緊裝置為裝設(shè)于所述基座上的鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘?shù)念^部外露于所述基座，所述鎖緊螺釘?shù)奈膊可钊胨銮蚋C內(nèi)。
[0012]優(yōu)選地，所述基座通過一膨脹螺絲固定裝設(shè)于所述隧道壁面上。
[0013]進一步優(yōu)選地，所述膨脹螺絲的端部設(shè)有螺紋，所述基座上設(shè)有與所述螺紋配合的螺紋孔，所述螺紋的長度短于所述螺紋孔的長度。
[0014]優(yōu)選地，所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置還包括連接于所述激光測距傳感器的外置觸發(fā)線和外置觸發(fā)按鈕。
[0015]如上所述，本實用新型的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，具有以下有益效果:
[0016]1.在日常大部分監(jiān)測中，僅需一臺測量裝置就可以完成對整個隧道的拱頂沉降和收斂位移的測量，測量結(jié)果準(zhǔn)確，滿足了隧道壁面水平位移和拱頂沉降監(jiān)測測線多、頻次高、總量大的要求；
[0017]2.激光測距傳感器通過一個可拆卸的定線裝置安裝在隧道壁面的測點上，不需測量時即可從隧道壁面上取下定線裝置和激光測距傳感器，可隨時進行安裝測量，避免測量裝置受到損壞；
[0018]3.激光測距傳感器裝設(shè)到定線裝置上以后，通過轉(zhuǎn)動球頭轉(zhuǎn)子可任意調(diào)整激光發(fā)射的角度，實現(xiàn)測點間測線的精確定線；
[0019]4.膨脹螺絲端部螺紋的長度短于基座上與之配合的螺紋孔的長度，使定線裝置每次擰入至同一位置，保證了定線準(zhǔn)確度；
[0020]5.在測量隧道的拱頂沉降時，無需將測量裝置安裝到隧道拱頂處，激光測距傳感器具有外置觸發(fā)線和外置觸發(fā)按鈕，避免了直接接觸式按鍵引起的較大測量誤差；
[0021]6.定線裝置的球窩與球頭轉(zhuǎn)子之間構(gòu)成點接觸，有效地解決了傳統(tǒng)收斂計或激光測距傳感器安裝后由于測量儀器與固定裝置之間的面接觸導(dǎo)致的測量結(jié)果穩(wěn)定性差和重復(fù)性差等問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1顯示為本實用新型隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置的示意圖。
[0023]圖2顯示為圖1的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0024]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0025]請參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0026]如圖1所示，顯示為隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置的示意圖，該測量裝置包括固定安裝于隧道壁面I上的定線裝置2、安裝在定線裝置2上的激光測距傳感器3和安裝于隧道壁面I測點的反光片4。圖2為圖1的局部放大圖，如圖2所示，定線裝置2包括一基座21，基座21內(nèi)設(shè)有一球窩211，球窩211與一球頭轉(zhuǎn)子212球面配合，球頭轉(zhuǎn)子212與激光測距傳感器3固定連接，球窩211與球頭轉(zhuǎn)子212之間設(shè)有鎖緊裝置5。
[0027]球頭轉(zhuǎn)子212上固定有螺釘2121，激光測距傳感器3上設(shè)有可與球頭轉(zhuǎn)子212上的螺釘2121配合的螺紋孔31，螺釘2121的長度短于螺紋孔31的長度。在安裝激光測距傳感器3時，每次都能擰入到同一固定位置。于實施例中，鎖緊裝置5為裝設(shè)于基座21上的鎖緊螺釘51，鎖緊螺釘51的頭部511外露于基座21，鎖緊螺釘51的尾部512深入到球窩211內(nèi)?；?1通過一個膨脹螺絲6固定裝設(shè)于隧道壁面I上，膨脹螺絲6端部外露與隧道壁面I的螺紋61長度固定，且其長度短于基座21上與之配合的螺紋孔213的長度，使基座21每次安裝到同一固定位置，因此具有較高的定線精度。
[0028]使用本實用新型提供的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置進行收斂位移和拱頂沉降量的測量時，根據(jù)隧道監(jiān)測斷面內(nèi)的收斂測線選定待測點的位置，在其中一個待測點處安裝膨脹螺絲6，將其他待測點處的隧道壁面I整平布置好反光片4，令反光面盡量垂直于測線。將連接有激光測距傳感器3的定線裝置2擰到固定于隧道壁面I上的膨脹螺絲6上，通過轉(zhuǎn)動球頭轉(zhuǎn)子212可任意調(diào)整激光發(fā)射的角度，實現(xiàn)測點間測線的精確定線。將激光點照準(zhǔn)待測點處反光片4的中央后，旋轉(zhuǎn)鎖緊螺釘51的頭部511，使鎖緊螺釘51的尾部512深入到球窩211內(nèi)部頂緊球頭轉(zhuǎn)子212，從而鎖定激光測距傳感器3的位置。由于球窩211與球頭轉(zhuǎn)子212之間構(gòu)成點接觸，有效地解決了傳統(tǒng)收斂計或激光測距傳感器安裝后由于測量儀器與固定裝置之間的面接觸導(dǎo)致的測量結(jié)果穩(wěn)定性差和重復(fù)性差等問題。
[0029]不需要進行測量時，可以從隧道壁面I上取下定線裝置2和激光測距傳感器3，而需要時，則可隨時安裝測量，不影響隧道正常施工，還可避免測量裝置受到損壞。隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置還包括連接于激光測距傳感器3的外置觸發(fā)線和外置觸發(fā)按鈕，可以消除與激光測距傳感器3直接接觸式的觸發(fā)裝置在按鍵時引起的測量誤差。當(dāng)激光測距傳感器3的激光點照準(zhǔn)待測點處反光片4的中央時，按動外置觸發(fā)按鈕記錄讀數(shù)。激光測距傳感器3對測量結(jié)果有編號儲存功能和時鐘計時功能，有足夠的內(nèi)存，數(shù)據(jù)接口可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，數(shù)據(jù)分辨率為0.1_。
[0030]本裝置還用于測量隧道的拱頂沉降。若采用傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀測量方式進行拱頂沉降測量，由于拱頂距離地面較高，不利于標(biāo)尺的懸掛，而且測量精度也會受到影響。本實用新型提供的測量裝置無需在隧道拱頂懸掛標(biāo)尺，而且只需要一套測量裝置即可完成整個隧道拱頂沉降量的測量工作。
[0031]綜上所述，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0032]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，裝設(shè)于隧道壁面(I)上，其特征在于，包括:固定安裝于所述隧道壁面(I)上的定線裝置(2)、安裝在所述定線裝置(2)上的激光測距傳感器(3 )和安裝于所述隧道壁面(I)測點的反光片(4 );所述定線裝置(2 )包括一基座(21)，所述基座內(nèi)設(shè)有一球窩(211)，所述球窩(211)與一球頭轉(zhuǎn)子(212)球面配合，所述球頭轉(zhuǎn)子(212)與所述激光測距傳感器(3)固定連接，所述球窩(211)與所述球頭轉(zhuǎn)子(212)之間設(shè)有鎖緊裝置(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，其特征在于:所述球頭轉(zhuǎn)子(212)上固定有螺釘(2121)，所述激光測距傳感器(3)與所述球頭轉(zhuǎn)子(212)之間為螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，其特征在于:所述激光測距傳感器(3)底部設(shè)有螺紋孔(31)，所述螺釘(2121)的長度短于所述螺紋孔(31)的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，其特征在于:所述鎖緊裝置(5)為裝設(shè)于所述基座(21)上的鎖緊螺釘(51)，所述鎖緊螺釘(51)的頭部(511)外露于所述基座(21)，所述鎖緊螺釘(51)的尾部(512)深入所述球窩(211)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，其特征在于:所述基座(21)通過一膨脹螺絲(6 )固定裝設(shè)于所述隧道壁面(I)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，其特征在于:所述膨脹螺絲(6)的端部設(shè)有螺紋(61)，所述基座(21)上設(shè)有與所述螺紋(61)配合的螺紋孔(213)，所述螺紋(61)的長度短于所述螺紋孔(213)的長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道收斂位移和拱頂沉降的測量裝置，其特征在于，還包括:連接于所述激光測距傳感器(3)的外置觸發(fā)線和外置觸發(fā)按鈕。
【文檔編號】G01B11/02GK203375935SQ201320373824
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】夏才初, 張平陽, 曾格華 申請人:同濟大學(xué), 上海同艦建筑科技有限公司