[发明专利]一种微型塌方预报仪

说明书

技术领域

本发明属于土木工程安全技术领域，涉及地下工程塌方预报、抗震抢险安全预警、矿山、危岩、边坡垮塌预报。

背景技术

目前塌方预报依赖大量的量测数据和复杂的分析，操作复杂，量测时影响施工作业面施工，时效性差，成本高昂，预报准确度不高，无法做到实时预报，及时避险，缺乏使用价值。目前尚没有可供使用的塌方预报成品仪器发明，也没有非常成熟的预报技术。往往是大型工程才会建立一套高昂复杂的量测系统，由专业的高知团队进行操作，更多的是基于研究性质的量测。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，发明了一种微型塌方预报仪，提供一种简单易行、成本低廉、无人值守、全时段监控的塌方预报技术。本发明立足的理论依据是：现代岩土工程理论以及混凝土等材料的应力应变本构关系，和工程实践证明，仅用缝隙的宽度来反映围岩的稳定性是不准确的，缝隙发展的加速度才是围岩塌方等灾害的直接反映。裂缝的加速发展是塌方的前兆已经成为地下工程施工人员的常识，地下工程的安全员通过肉眼观测裂缝的加速扩大进行预警已有一些成功的先例，监测围岩缝隙发展的加速度才是塌方预报的正确途径。本发明可以实时监测到肉眼无法发现的缝隙加速扩展，从而提供了塌方前宝贵的预警逃生时间。

 本发明所采用的技术方案是：把电阻应变片固定在岩体缝隙两边（或需要监测的地段），缝隙发展就会引起电阻应变片的电阻值变化，缝隙发展的快慢决定了电阻变化的快慢，根据围岩塌方的加速变化特征，内部控制芯片实时监控电阻变化，电阻变化速度加快（即电阻变化的加速度）超过一定阀值，立即发出声音和灯光的报警，使作业面工作人员及时撤离，避免人员伤亡和机械等损失。该设定的阀值是在现在工程实践中总结出来的数据，微型塌方预报仪可在一定的范围内手动调整，以改变预报的精度和减少误报。与现有技术相比，本发明的有益效果是成本低廉，操作简便，可多处布置，不需要专人看守，可适时全时段的监控、监测围岩变化。也可用于抗震抢险等危险环境的预警预报，提高危险环境下作业的安全程度，有极大的经济效益和社会效益。

附图说明

 图1为微型塌方预报仪外观简图；

 图2为微型塌方预报仪各部分说明图。

 部件1为缝隙两边的固定部分，上带强力自粘胶、免钉胶，也可用铁钉、水泥钉等物钉固，或其它粘胶，水泥浆等固定；电阻应变片作为它左右两部分的连接件，处在正中间；

 部件2为液晶屏，显示电阻片的当前阻值和阻值变化速度；

 部件3为功能按钮，包括开关、灵敏度调节、音量调节等功能；

 部件4为扬声器（蜂鸣器）；

 部件5为灯光（发闪烁led光）；

 部件6为电线和插头；

 部件7为电池盒，不方便接电源时可使用电池。

下面结合实例对本发明进一步说明。例1：在地下工程钻爆掘进工程中，发现作业面附近（已掘进完成，尚未被覆衬砌的部分，塌方高发区），洞顶和侧墙出线细微裂缝，使用5-6个微型塌方预报仪在裂缝比较典型的几个位置分散布置安装。裂缝加速扩展时，该预报仪监测到并发出灯光和报警声，施工作业队人员立即撤出作业面，避免塌方伤人事故。岩土工程师和安全工程师到现场，进一步判断险情，制定加固围岩的方案。待该地段围岩稳定后（或是被覆衬砌了），可将微型塌方预报仪摘除，用在下一段存在安全隐患的地方。例2：在抗震抢险的过程中，对于营救危险建筑下的人员，可将数个微型塌方预报仪迅速安装在危房的裂缝处，裂缝一旦加速扩展，该预报仪监测到并发出灯光和报警声，救援人员及时撤出。该救援任务完成后，摘除微型塌方预报仪再用作它处。同理，在受损小型水坝，危险边坡等高危环境中，也可使用本发明，以起到预警避险的作用。