[发明专利]一种地下隧道两帮收敛变形电子测量装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于地下工程与采矿工程施工监测领域，主要应用于进行地下工程、采矿工程隧道施工过程中两帮收敛变形监测的技术手段。

背景技术

现阶段关于地下隧道两帮位移收敛的测量方法中，主要有钢尺收敛计接触法、全站仪非接触法、三维激光扫描法。钢尺收敛计接触法是直接用钢尺量测隧道直径，虽操作简单但效率低下、易产生人为误差；全站仪非接触法测量步骤繁琐、每个测站都需要调整，还受到复杂性和光线环境影响，不便于操作；三维激光扫描法虽然测量方便、精度高，但造价昂贵、维护成本高、设备耐用性差。所以，在目前测量地下隧道两帮位移收敛的方法中，仍存在一些问题和关键技术，即：

1测量地下隧道两帮位移收敛时，如何提高的测量的便捷性和快捷性，即如何使测量方法变得方便快捷。

2对于地下隧道两帮位移收敛测量方法，如何保证测点定位的准确性即保证测量结果的唯一性和精确性。

3在测量地下隧道两帮位移时，如何确保测量仪器的性能可靠、测量设备经济耐用。

发明内容

本发明是一种监测地下隧道两帮收敛的测试装置及其方法。

一种监测地下隧道两帮收敛的测试装置，其特征在于包括三部分，即隧道两帮位移收敛测点固定装置，变形传感装置，位移收敛数据采集装置；隧道两帮位移收敛测点固定装置包括拉线位移传感器固定构件4和吊钩固定构件5，拉线位移传感器固定构件4和吊钩固定构件5的安装位置用于保证安装两侧边墙测点构件在同一水平线，拉线位移传感器3固定在拉线位移传感器固定构件4上，变形传感装置依次包括拉线位移传感器3，钢丝拉线6和吊钩8，将吊钩8吊挂在固定构件5的吊钩固定点13上，将采集仪数据线7接入采集仪2的采集仪端口14。

应用所述装置进行监测地下隧道两帮收敛的测试方法，其特征在于：拉线位移传感器固定构件4和吊钩固定构件5在隧道边墙1建立固定测量点，安装两侧边墙测点构件的位置需要整平且在同一水平线，以保证固定位置相同，固定好拉线位移传感器3，将吊钩8吊挂在吊钩固定点13上，然后将采集仪数据线7接入采集仪端口14，打开采集仪开关读取位移数据，读完数据后关闭采集仪，拆除传感器并将余下拉线收起，即完成隧道两帮收敛变形的测量。

测试系统的吊钩8与拉线位移传感器支座9、吊钩支座12所使用材质均为不锈钢，可避免测试中因锈蚀而影响使用。

本方法是通过在隧道两侧建立固定专用测量构件并采用拉线位移测量装置监测隧道两帮位移的一种快速便捷方法，主要解决了以下技术问题：

1方便快捷：隧道两帮固定专用测量构件尺寸小、便于安装、可大量生产，在隧道两帮可根据需要任意布设；拉线位移传感器及数据采集仪体积小、便于拆卸，携带方便，测量方便快捷。

2精度高，定位准确：拉线位移传感器精度可达0.01mm，量程范围为500～1000mm，由于固定专用测量构件永久固定在隧道两帮，所以每次测量时拉线位移传感器和吊钩均可以固定在相同位置，保证测量点的唯一性，确保定位精确，数据可靠。

3性能可靠，设备耐用：拉线位移传感器有专用保护箱且体积小，携带方便；数据采集仪具有内置蓄电池，定期充电即可保证数据采集的可靠性和稳定性，设备的耐用性高；由于测点固定，拉线位移传感器测完位移后即可拆掉，待下次测量时再重新安装，提高了该设备的重复使用率。

因此，采用本测量装置与方法能够精确测量地下隧道两帮位移收敛，且测量数据精度高，结果准确可靠。

附图说明

图1隧道收敛监测断面图

图2拉线位移传感器固定构件4俯视图

图3拉线位移传感器固定构件4左立面图

图4拉钩固定构件5俯视图

图5拉钩固定装置构件5右立面图

其中1.隧道边墙2.采集仪3.拉线位移传感器4.拉线位移传感器固定构件5.吊钩固定构件6.钢丝拉线7.采集仪数据线8.吊钩9.拉线位移传感器支座10.固定螺孔11.支座固定螺钉12.吊钩支座13.吊钩固定点14.采集仪端口

具体实施方式

在隧道边墙1上分别用支座固定螺钉11将拉线位移传感器固定构件4和吊钩固定构件5固定，将拉线位移传感器3在固定螺孔10处用螺钉固定于拉线位移传感器支座9上。拉线位移传感器3通过钢丝拉线6连接于吊钩8，并将吊钩8吊挂于吊钩支座12的吊钩固定点13处。将采集仪2置于测点附近，把采集仪数据线7接入采集仪端口14，形成完整的测量系统。