本发明专利技术涉及一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，该装置设置在隧道掌子面的钻孔中，该装置包括测量组件、多个位移传递组件、固定件和玻璃纤维锚杆，所述的多个位移传递组件和玻璃纤维锚杆分别与固定件连接，所述的位移传递组件包括锚固端以及多个首尾相接的位移传递单元，每个位移传递单元包括位移传递杆以及套设在位移传递杆外的传递杆套筒，所述的锚固端与最内侧的位移传递杆连接，所述的测量组件与最外侧的位移传递杆连接。与现有技术相比，本发明专利技术具有结构简单，工程成本低，使用方便等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道测量领域，尤其是涉及一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置。
技术介绍
新奥法是我国山岭隧道建设中最普遍的施工工法，新奥法强调发挥围岩自承载能力的理念已经深入人心，但是随着我国隧道建设的发展，工程中遇到越来越多的软弱围岩隧道，这些隧道通常表现为围岩变形大，甚至发生坍塌等安全事故；变更设计多，投资难以控制；施工进度缓慢，严重制约工程的工期等，软弱围岩隧道的设计与施工技术问题成为困扰广大隧道建设者的主要问题。国内外学者经过大量研究，认为针对软弱围岩隧道，新奥法提出的发挥围岩自承载能力的理念需要淡化，强调采用有针对性地控制变形对策的理念需要加强。为达到有效控制围岩变形、保证围岩稳定的目的，要求采取相应的对策分别控制掌子面前方、掌子面、以及掌子面后方变形，使围岩变形控制在其变形基准值以内。作为围岩变形控制工法的先驱，岩土控制变形分析施工工法(新意法)着重强调加固掌子面以及掌子面前方核心围岩的重要性，并认为工作面及前方核心围岩的失稳是隧道塌方、失稳的诱导原因。因而，采取相应措施控制掌子面前方变形对于保证围岩稳定尤为重要。新意法这一思想在武广客运专线浏阳河隧道、兰渝铁路胡麻岭特长隧道、兰渝铁路桃树坪隧道、大西客运专线忻州隧道、青岛地铁一期工程(3号线)保河区间隧道得以应用，成功解决了不同复杂环境下隧道安全施工问题。而在控制掌子面前方围岩变形的各种工程措施中，其中最为常见的一种便是掌子面玻璃纤维锚杆。掌子面玻璃纤维锚杆的施工需要大量时间，意味着掌子面停滞时间较长，不利于掌子面前方围岩稳定。在此期间，为保证围岩稳定，必须采取有效措施对掌子面前方挤出变形进行监控量测。目前国内关于掌子面前方挤出变形的量测装置研究较少，而国外引进的滑动测微计和增量伸长计一次性采购成本过高，虽然可以重复使用，但是不解决经费分摊、仪器归属问题，在国内实现工程应用较难。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，工程成本低，使用方便的隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，该装置设置在隧道掌子面的钻孔中，该装置包括测量组件、多个位移传递组件、固定件和玻璃纤维锚杆，所述的多个位移传递组件和玻璃纤维锚杆分别与固定件连接，所述的位移传递组件包括锚固端以及多个首尾相接的位移传递单元，每个位移传递单元包括位移传递杆以及套设在位移传递杆外的传递杆套筒，所述的锚固端与最内侧的位移传递杆连接，所述的测量组件与最外侧的位移传递杆连接。所述的固定件为一圆形箍套且设有多个，在箍套中心处开设一个注浆孔并在注浆孔的周围开设与位移传递组件数量一致的传递杆孔。所述的玻璃纤维锚杆穿过多个注浆孔伸入钻孔的底部，多个位移传递组件中的传递杆套筒穿过传递杆孔并固定。所述的测量组件包括依次连接的测杆、位移传感器和手持式读数仪，所述的测杆设有多个，并且每个测杆分别与位移传递组件中最外侧的位移传递杆连接。所述的锚固端的一端为带外螺纹的钢制端头，另一端为锚固端螺栓，所述的锚固端螺栓与最内侧的位移传递杆连接。所述的位移传递杆的一端为传递杆螺孔，另一端为传递杆螺栓，相邻的两个位移传递杆通过传递杆螺栓和传递杆螺孔配合连接，最内侧的位移传递杆通过传递杆螺孔与锚固端螺栓连接。所述的测杆一端设有测杆螺孔，所述的测杆通过测杆螺孔与最外侧的位移传递杆连接。相邻的两个传递杆套筒相互套接，并且再套接处加设密封，最内侧的传递杆套筒与锚固端接触处以及最外侧的传递杆套筒与测杆的接触处均加设密封。所述的位移传感器为振弦式传感器。所述的玻璃纤维锚杆为中空玻璃纤维锚杆与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：现有测量挤出变形的仪器主要由增量伸长计、滑动测微计和滑动变形计，三种仪器均为国外引进产品，国内相关使用经验欠缺，通过查阅资料，国内使用这类仪器的工程案例仅有天平山隧道一例，且在使用过程中仍存在部分问题，并未获得规律性较强的数据。这三种仪器目前在国内仅通过代理商出售，价格昂贵，对于工程应用来说，一次性采购成本过高，如不解决经费分摊、仪器归属问题，在国内实现工程应用较难，本专利技术所涉及的技术方案则提供了一种能够在掌子面停滞期间监测掌子面前方挤出变形的现场量测装置，利用现有成熟设备进行改装，提供了整套技术方案，在满足测量需求的前提下，具有工程成本较低，使用较为方便，可操作性较强的特点。附图说明图1为本专利技术的结构示意示意图。图2为本专利技术在近掌子面端处的局部结构示意图。图3为本专利技术在钻孔锚固端处的局部结构示意图。图4为锚固端的结构示意图。图5为位移传递杆的结构示意图。图6为传递杆套筒的结构示意图。图7为测杆的结构示意图。图8为箍套的结构示意图，其中，图(8a)为三孔箍套结构示意图，图(8b)为四孔箍套结构示意图。其中，1、锚固端，11、锚固端螺栓，2、位移传递杆，21、传递杆螺栓，22、传递杆螺孔，3、传递杆套筒，31、套筒，4、测杆，41、测杆螺孔，5、箍套，51、注浆孔，52、传递杆孔，6、玻璃纤维锚杆，7、钻孔。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例：本专利技术的目的是为了提供一种结构简单、操作方便、能够在掌子面停滞期间监测掌子面前方挤出变形的量测装置，如图1-3所示，本专利技术包括锚固端1、位移传递杆2、传递杆套筒3、测杆4、箍套5、手持式读数仪、玻璃纤维锚杆6。锚固端1通过注浆体与围岩锚固在一起，以达到共同变形的目的；位移传递杆2将锚固端1的位移传递到测杆4；传递杆套筒3将位移传递杆2与注浆体隔离，测杆4用来测量锚固端1与测杆4之间的相对位移，箍,5起到支架的作用，固定和支撑玻璃纤维锚杆6及位移传递杆2，手持式读数仪来测读锚固端1与测杆4之间的相对位移，玻璃纤维锚杆6用来注浆。如图4所示，锚固端1的一端为带外螺纹的钢制端头12，另一端为锚固端螺栓11。如图5所示，位移传递杆2的一端为传递杆螺栓21，另一端为传递杆螺孔22，将锚固端1的位移传递到测杆4。如图6所示，传递杆套筒3的一端设有套筒31，保证了传递杆套筒3之间的连接，将位移传递杆2与注浆体隔离，为了进一步保证浆液不会渗进传递杆套筒3，可用胶带缠绕封闭传递杆套筒3连接处、传递杆套筒3与锚固端1连接处、传递杆套筒3与测杆4连接处。如图7所示，测杆4的一端为测杆螺孔41，测杆螺孔41保证了位移传递杆2与测杆4之间的有效连接，另一端设有导出测线，为手持式测读仪的量测留出端口。测杆上设有有位移传感器，用来测量锚固端1与测杆4之间的相对位移，测杆4通过注浆体与近掌子面围岩锚固，达到共同变形的目的。如图8所示，箍套5分为三孔箍套(即含一个注浆孔51和两个传递杆孔52)、四孔箍套(即含一个注浆孔51和三个传递杆孔52)，可根据测点数量，选择箍套种类，箍套5起到支架的作用，固定和支撑玻璃纤维锚杆6及位移传递杆2，位移传递杆2相对较细，柔度较大，箍,5提供了多个支点，保证位移传递杆2平直，进一步保证锚固端位移可以有效传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，该装置设置在隧道掌子面的钻孔(7)中，其特征在于，该装置包括测量组件、多个位移传递组件、固定件和玻璃纤维锚杆(6)，所述的多个位移传递组件和玻璃纤维锚杆(6)分别与固定件连接，所述的位移传递组件包括锚固端(1)以及多个首尾相接的位移传递单元，每个位移传递单元包括位移传递杆(2)以及套设在位移传递杆(2)外的传递杆套筒(3)，所述的锚固端(1)与最内侧的位移传递杆(2)连接，所述的测量组件与最外侧的位移传递杆(2)连接。
【技术特征摘要】
1.一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，该装置设置在隧道掌子面的钻孔(7)中，其特征在于，该装置包括测量组件、多个位移传递组件、固定件和玻璃纤维锚杆(6)，所述的多个位移传递组件和玻璃纤维锚杆(6)分别与固定件连接，所述的位移传递组件包括锚固端(1)以及多个首尾相接的位移传递单元，每个位移传递单元包括位移传递杆(2)以及套设在位移传递杆(2)外的传递杆套筒(3)，所述的锚固端(1)与最内侧的位移传递杆(2)连接，所述的测量组件与最外侧的位移传递杆(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，其特征在于，所述的固定件为一圆形箍套(5)且设有多个，在箍套(5)中心处开设一个注浆孔(51)并在注浆孔(51)的周围开设与位移传递组件数量一致的传递杆孔(52)。3.根据权利要求2所述的一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，其特征在于，所述的玻璃纤维锚杆(6)穿过多个注浆孔(51)伸入钻孔(7)的底部，多个位移传递组件中的传递杆套筒(3)穿过传递杆孔(52)并固定。4.根据权利要求1所述的一种隧道掌子面前方挤出变形的现场量测装置，其特征在于，所述的测量组件包括依次连接的测杆(4)、位移传感器和手持式读数仪，所述的测杆设有多个，并且每个测杆分别与位移传递组件中最外侧的位移传递杆连接。5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘诚，丁文其，谈识，郑康成，赵璟璐，段超，金跃郎，乔亚飞，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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