[发明专利]一种隧道底部变形监测装置

说明书

本发明提供一种隧道底部变形监测装置，该变形监测装置包括监测水平板、测点桩、测点桩弯钩、搭接套管、保护套管、测杆和监测桩测点，监测水平板水平布置，测点桩弯钩设置在监测水平板的下方，搭接套管设置在监测水平板的上方，测点桩与监测水平板垂直设置，测点桩的上部位于搭接套管内，测点桩的下部穿过监测水平板与测点桩弯钩连接，保护套管同轴地连接在搭接套管上，测杆位于保护套管内，且测杆的下部与测点桩连接，测杆与测点桩同轴布置，监测桩测点设置在测杆的上部并凸出保护套管，测点桩弯钩能带动测点桩、测杆及监测桩测点一起移动。本发明能深埋于隧底围岩内，用于对变形深层进行变形监测，监测数据更可靠有效。

技术领域

本发明涉及隧道变形监测技术领域，具体是涉及一种隧道底部变形监测装置。

背景技术

隧道工程施工中的现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分,它不仅能指导施工,预报险情,确保安全,而且通过现场监测获得围岩动态的信息(数据),为修正和确定初期支护参数,混凝土衬砌支护时间提供信息依据,为完善设计与指导施工提供可靠的足够的数据。

目前国内针对复杂隧道工程不良地质段落，在监控量测方面均要求针对进行围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边收敛、仰拱上浮(如图12所示)等项目开展实测，其中仰拱上浮的监测对象为隧底施作完毕后，其上部仰拱及填充混凝土浇筑完毕后，在其填充表面开展的一项监测工作，旨在通过监测填充表面高程值变化进而分析下部隧底变形情况，通常采用高精度电子水准仪、全站仪进行高程测量。

众所周知，隧道变形的根本是围岩应力的一种释放现象导致，针对隧道仰拱上浮仅仅是最后的表象，其最初的变形应为从隧底下部变形开始，变形的发展加剧后必然导致隧底初支体系的失效，最后再传导至仰拱、仰拱填充，所以传统的仰拱上浮监测项目，根本上属于一种“变形体现后的表象”观测，无法实现针对隧底初支的前期、中期以及后期的“变形深层”监测要求，也就无法为复杂地质隧道的隧底、尤其是软岩大变形隧道的隧底进行有效的监测，导致对后期仰拱及填充施工的时机和稳定效果无法预判、分析。

目前行业内，国内外针对仰拱上浮监测的另一种方案为采用微压差静力水准沉降监测系统，该系统由数据采集器、基准液箱、沉降计、连通水管等组成，沿待监测线路埋设连通水管和沉降计，监测过程中保持基准液箱中的液面稳定。若监测线路发生沉降，带动连通水管发生位移，沉降计压力会发生变化，通过对比前后两次采集到的数据，计算得出线路上各点的竖向位移。微压差静力水准沉降监测系统监测精度高，且可实现一定程度上的信息化，但是其仍然是针对仰拱填充表面进行的一种“变形体现后的表象”观测；通过调研及工程实例分析，该系统目前很难适用于在隧底下部埋设，且通过多次现场设备安装试验，该设备抗初支变形干扰能力极差，且在隧底底部预埋后受混凝土施工影响，其沉降计成活率极低，联通水箱的高差限制无法满足大变形的“变形范围”，等等不足之处造成该系统在隧底埋设和后期监测试验工作以失败告终。

针对目前复杂隧道工程，在施工阶段开展隧底变形监测工作，行业内暂时无有效的成功经验可供参考，且隧底监测研究本身就是对传统的仰拱上浮监测项目这种“变形体现后的表象”观测的一种监测原则的改革。如何才能真实有效的实现针对隧底初支的前期、中期以及后期的“变形深层”监测，通过监测数据科学合理的指导后期仰拱及填充施工时机和稳定分析，必将是一个隧道变形监测技术领域的难题，急需解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种可深埋隧底围岩内，针对隧底深层进行变形监测的隧道底部变形监测装置。

为了实现上述的目的，本发明提供的一种隧道底部变形监测装置，包括监测水平板、测点桩、测点桩弯钩、搭接套管、保护套管、测杆和监测桩测点，监测水平板水平布置，测点桩弯钩设置在监测水平板的下方，搭接套管设置在监测水平板的上方，测点桩与监测水平板垂直设置，测点桩的上部设置在搭接套管内，测点桩的下部穿过监测水平板与测点桩弯钩连接，保护套管同轴地连接在搭接套管上，测杆位于保护套管内，且测杆的下部与测点桩连接，测杆与测点桩同轴布置，监测桩测点设置在测杆的上部并凸出保护套管，测点桩弯钩能带动测点桩、测杆及监测桩测点一起移动。