[其他]隧道拱顶位移计

说明书

本实用新型涉及一种地下工程设计和施工中，量测地下洞室拱顶位移的工具。特别适用于铁路单双线隧道和一般地下洞室拱顶铅垂方向的位移量测。

目前，国内外对于洞室拱顶处位移值的观测，一般采用的仪器：有在地面打钻孔埋设钢管下沉桩或钢丝挠度计；竖立钢尺用水平仪抄平；洞室内籍助工作平台进行三角收敛值量测等方法。但都不太理想，不是因条件限制不易实现；或是精度达不到要求：或因常与现场施工干扰大影响施工；加之观测仪器少，不得以而放弃洞室拱顶处位移的观测工作。

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种构造简单、便于制造又使用操作方便的量测又准确的工具。

本实用新型的技术特征是该仪器由锚固杆、吊钩锚固头、吊钩、钢尺、钢尺夹板、表座、基点帽头、百分表等组成。

该发明的量测原理，主要是通过吊挂于洞室拱顶，在表座重力作用下，张紧了钢尺作传递媒介，由表座内的百分表，量测隧道底部的水准基点，其百分表读数，就是洞室拱顶垂直下沉的位移值。

计算公式如下：

u_n＝l_n－l₀

式中：u_n－位移值；

l_n－观测值；

l₀－百分表初读数。

位移值修正：

1、钢尺（钢筋）受温度变化影响产生的修正值按下式计算：

Δl＝a.L.ΔT（mm）

式中：Δl－因温度变化引起钢尺（钢筋）的增（减）量（mm）；

α－钢尺（钢筋）的线膨胀系数；α＝12.10^－6；

（见隧道设计手册）；

L－初始温度时的钢尺（钢筋）长度（mm）；

ΔT－温差（℃）

ΔT＝t_n－t₀其中：

t_n－观测时的温度；

t₀－初始温度（℃）

2、因钢尺换孔产生的误差修正值。

按下式计算：

Δu＝n+1]]>·m_n即修正值Δu等于综合均方差（中误差）m_n的n+1]]>倍。式中：n为换孔次数。

3、观测时，钢尺因受仪器自重的影响，使钢尺产生不可恢复的伸长误差修正；在实际观测时，不但时间很短，而且仪器总重只有6kg，完全在钢尺的弹性范围之内，可以忽略不计。

本实用新型的优点是：构造简单、操作使用方便、量测数据准确，其精度：0.127～0.171mm。

现结合附图对本发明装置作详细描述。

图1为锚固杆        图5为钢尺夹板

图2为锚固头        图6为表座

图3为吊钩        图7为基点帽头

图4为钢尺        图8为装配图

图中：

（1）锚固杆；

（2）吊钩锚固头；

（3）吊钩；

（4）钢卷尺；

（5）钢尺夹板；

（6）表座；

（7）基点锚头；

（8）连接钩；

（9）螺帽；

（10）百分表；

（11）固定螺钉；

（12）锚杆；

本仪器是由锚固杆（1）、吊钩锚固头（2）、吊钩（3）、钢尺（4）、钢尺夹板（5）、表座（6）、基点帽头（图7）、连接钩（8）及百分表（10）组成。使用时，用吊钩（3）连接吊钩锚固头（2）和锚固杆（1）及钢尺（4）下面的装置，用钢尺夹板（5）调整钢尺长度，再用连接钩（8）把表座（6）及百分表（10）连接在一起，构成完整的测试装置，详见附图8装配图。

使用该位移计进行位移观测是这样实现的：用竹杆将长钢尺（4）一端套在拱顶吊钩（3），用连接钩（8）将表座（6）接在短钢尺（4）下端，再用钢尺夹板（5）调整连接上下两条钢尺（4），使百分表（10）初读数最小为宜。重锤仪（表座）（6）稳定，对准坑内基点帽头（13）。作标记，记下钢尺（4）长度和百分表（10）读数以及洞室内温度t₀，然后轻轻提起，再轻轻放下，重复三次，取三次读数的平均值，作为观测值。