The invention discloses an advanced monitoring device and implementation method for deformation curve of the whole process of tunnel excavation surrounding rock, including steel tube elastomer, height difference meter structure and embedded optical fiber, as well as implementation steps; the height difference meter is a series structure of equal distance, fixed in the steel tube; the embedded optical fiber is encapsulated in the surface groove of the steel tube; the height difference meter and embedded optical fiber are changed with the steel tube. The surrounding rock deformation can be calculated by calculating the height difference and the optical fiber deformation. The implementation steps include drilling, steel pipe installation, height difference meter assembly, embedded optical fiber packaging and borehole sealing grouting. The invention can test and calculate the deformation curve of surrounding rock in front of the tunnel excavation face, and provide support for dynamic design, construction and safety of the project.
【技术实现步骤摘要】
一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置及其实施方法
本专利技术涉及地下工程围岩变形测量控制领域,具体是隧道开挖围岩变形曲线超前监测装置及方法。
技术介绍
隧洞工程一般规模较大,工程地质条件复杂,岩体开挖过程中洞周岩体(围岩)由于应力重新调整而产生变形。围岩的稳定性受多种因素影响,工程实践表明,施工期间隧洞围岩变形情况在隧洞围岩稳定性评价以及洞室支护参数选择等方面具有重要的参考作用。目前,隧洞的变形监测主要集中在岩体位移、收敛沉降等方面,使用的测量仪器主要包括水准仪、经纬仪、全站仪等常规测量设备以及摄影测量设备等,测量精度较高,但存在以下缺点:(1)均为点式测量,布点具有随意性,增加测点数虽可提高可靠性,但会大大的增加成本,且测点布置受洞内施工组织影响很大;(2)测量对象多为隧洞内部洞壁变形情况,不能反映围岩内部的变形情况;(3)测量只针对已开挖的洞段,不能对开挖掌子面之前未开挖和正开挖的洞段变形情况进行监测,所测得值并非围岩整个变形阶段的量值,不能反应围岩真实变形特征,而这一变形特征在分析评价围岩稳定及洞室支护设计方面尤为重要。因而,设计研究一种能对隧洞开挖掌子面前后围岩全过程变形量值进行连续测量的装置成为急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置及其实施方法,能够对隧道开挖施工中围岩变形进行超前监测,可解决上述技术问题,可对开挖断面前后围岩的洞段变形情况进行监测。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置,包括围岩、开挖隧洞、设于开挖隧洞的围岩中的钻孔、设置在 ...
【技术保护点】
1.一种隧洞开挖围岩变形曲线超前监测装置,包括围岩(1)、开挖隧洞(2)、设于开挖隧洞(2)的围岩(1)中的钻孔(3)、设置在钻孔(3)内的钢管(4)、钢管(4)内的钢管埋置光纤(5)和至少一个高差计(6),在钻孔(3)的一侧设置有钻孔外侧口密封体(301),钻孔(3)内设置有灌浆管(302)和钢管(4),钢管(4)的一端设置有钢管外侧端密封体(401),钢管(4)的外侧表面开设有钢管光纤槽(402)和钢管埋置光纤进入孔(403),钢管(4)的另一端设置有钢管内侧端堵头(404),钢管埋置光纤(5)封装于钢管光纤槽402内,钢管埋置光纤(5)的两端引出钢管(4)外,至少一个高差计(6)置于钢管(4)内,所述高差计(6)通过高差计光纤(601)串联起来,并通过高差计固定缆绳(7)固定于钢管(4)内端的钢管内侧端堵头(404),高差计光纤(601)两端分别引出钢管(4)外侧端以方便测量,高差计液管(602)也通过高差计固定缆绳(7)与高差计(6)和高差计光纤(601)相连。
【技术特征摘要】
1.一种隧洞开挖围岩变形曲线超前监测装置,包括围岩(1)、开挖隧洞(2)、设于开挖隧洞(2)的围岩(1)中的钻孔(3)、设置在钻孔(3)内的钢管(4)、钢管(4)内的钢管埋置光纤(5)和至少一个高差计(6),在钻孔(3)的一侧设置有钻孔外侧口密封体(301),钻孔(3)内设置有灌浆管(302)和钢管(4),钢管(4)的一端设置有钢管外侧端密封体(401),钢管(4)的外侧表面开设有钢管光纤槽(402)和钢管埋置光纤进入孔(403),钢管(4)的另一端设置有钢管内侧端堵头(404),钢管埋置光纤(5)封装于钢管光纤槽402内,钢管埋置光纤(5)的两端引出钢管(4)外,至少一个高差计(6)置于钢管(4)内,所述高差计(6)通过高差计光纤(601)串联起来,并通过高差计固定缆绳(7)固定于钢管(4)内端的钢管内侧端堵头(404),高差计光纤(601)两端分别引出钢管(4)外侧端以方便测量,高差计液管(602)也通过高差计固定缆绳(7)与高差计(6)和高差计光纤(601)相连。2.根据权利要求1所述的一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置,其特征在于,所述的钻孔(3)位于开挖隧洞(2)开挖面前顶部围岩(1)中,与隧洞(2)轴线方向一致并且与隧洞(2)轴线成一定角度,钻孔(3)通过TBM观测孔或者其他可以操作的地方钻进形成。3.根据权利要求1所述的一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置,其特征在于,所述的高差计(6)通过高差计光纤(601)等距离或变距离相连形成串联结构固定于钢管(4)内,高差计光纤(601)两端皆可进行信号测量。4.根据权利要求1所述的一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置,其特征在于,所述钢管(4)为管状结构,内部直径可放置高差计(6)串联结构以及高差计光纤(601)和钢管埋置光纤(5),外径小于钻孔(3)直径,且在钻孔(4)孔口能设置灌浆管(302),所述钢管(4)在其外侧相对位置处设有钢管光纤槽(402),所述的钢管(4)在其内侧和外侧位置钢管光纤槽(402)内分别设有钢管埋置光纤进入孔(403),埋置于钢管光纤槽(402)内的钢管埋置光纤(5)通过钢管埋置光纤进入孔(403)进入钢管(4)内并引出管外进行测量。5.根据权利要求1所述的一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置,所述钢管埋置光纤(5)通过环氧树脂或其他粘接材料封...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪小刚,刘立鹏,孙兴松,王玉杰,田振华,赵宇飞,姜龙,夏莹莹,冷合勤,
申请(专利权)人:中国水利水电科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。