隧道监控量测测桩、其保护装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道监控量测测桩、其保护装置及施工方法，保护装置，包括：固定膨胀螺栓，包括本体、膨胀端和连接端，膨胀端和连接端分别位于本体的两端，其膨胀端包括压块和若干个膨胀压片，若干个膨胀压片的一端环绕固定膨胀螺栓的本体端部边缘分布设置，另一端为自由端；若干个膨胀压片围成压块的运动空间，且该通道直径自膨胀压片的自由端至固定端逐渐减小；测桩保护装置，包括壳体、罩体和固定杆，罩体包括内保护罩和外保护罩，内保护罩可抽拉地设置于外保护罩内，外保护罩通过旋转轴安装在壳体的端部，内保护罩完全抽出时，罩体将壳体的开口完全封闭；所述壳体的远离罩体的一端设置连接部，用于与所述固定膨胀螺栓的连接端可拆卸连接。

Tunnel monitoring and measuring pile, its protection device and construction method

【技术实现步骤摘要】
隧道监控量测测桩、其保护装置及施工方法
本专利技术涉及一种隧道监控量测测桩及其保护装置，该装置固定于围岩之中，能够为隧道监控量测提供稳定、不易破坏的测点，有利于隧道监控量测工作的准确、高效进行。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。随着我国经济的发展，大量的交通基础设施建设正在全国各地铺展开来，其建设过程中不可避免的面临大量穿山越岭的隧道建设任务。监控量测作为一种有效的安全保障技术应用于几乎所有隧道的作业过程中。隧道监控量测是在隧道开挖过程中，使用各种量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测，及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息，预见事故和险情，作为调整和修改支护设计的依据，并在复合式衬砌中，依据量测结果确定二次衬砌施作时间。在隧道监控量测过程中，关键步骤之一就是布置监控量测测点。为了更好的获取测量数据，往往需要根据隧道围岩等级情况，每隔一定距离在同一断面布设多个监控量测桩。监控量测桩裸露在隧道围墙外的部分需要贴上反光贴，通过全站仪进行隧道的监控量测工作。目前为止，在隧道作业过程中，监控量测桩经常遇到：1.锚杆台车、挖掘机等工程车辆的误碰而破坏；2.靠近掌子面的监控量测桩容易被爆破的碎石击中而导致破坏；3.在掌子面附近拱架立完后的喷浆过程中，监控量测点经常被泥浆遮盖；4.地下水系丰富的隧道会出现渗水情况，渗水携带泥浆会遮盖监控量测点；5.对于隧道拱顶沉降点的监测通常是在初支完成后，将监控量测桩打入初期支护混凝土内，而非拱顶处的围岩内，影响后续监测工作的精度；6.隧道内粉尘较多，光线昏暗，使用全站仪的过程中不易准确定位监控量测点，影响监测精度。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种隧道监控量测测桩、其保护装置及施工方法。该装置固定于围岩之中，能够为隧道监控量测提供稳定、不易破坏的测点，有利于隧道监控量测工作的准确、高效进行。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种隧道监控量测测桩保护装置，包括：固定膨胀螺栓和测桩保护装置，其中，固定膨胀螺栓，包括本体、膨胀端和连接端，膨胀端和连接端分别位于本体的两端，其膨胀端包括压块和若干个膨胀压片，若干个膨胀压片的一端环绕固定膨胀螺栓的本体端部边缘分布设置，另一端为自由端，朝向本体的外延方向；若干个膨胀压片围成压块的运动空间，膨胀压片具有弹性，且膨胀压片围成的通道直径自膨胀压片的自由端至固定端逐渐减小；测桩保护装置，包括壳体、罩体和固定杆，罩体包括内保护罩和外保护罩，内保护罩可抽拉地设置于外保护罩内，外保护罩通过旋转轴安装在壳体的端部，内保护罩完全抽出时，罩体将壳体的开口完全封闭；固定杆固定设置于壳体的内部，用于安装测桩，所述壳体的远离罩体的一端设置连接部，用于与所述固定膨胀螺栓的连接端可拆卸连接。在隧道围岩上钻孔后，将固定膨胀螺栓插入钻孔内，当压块端部抵接到钻孔的底部时，继续对固定膨胀螺栓施加压力，压块在压力作用下，压入若干个膨胀压片围成的通道内，由于通道的直径自膨胀压片的自由端至固定端逐渐减小，且膨胀压片具有弹性，所以，膨胀压片在压块的加压作用下，会发生弹性形变，其自由端会向外侧运动，增大了膨胀压片围成的结构的直径，进而可以增大与钻孔内径之间的作用力，进而增大了固定膨胀螺栓的固定强度。在遭受误碰和碎石击中时，不至于遭到破坏。固定膨胀螺栓可以与围岩之间牢牢固定，保证测桩不发生晃动，进而保证了量测的高精度。在一些实施例中，每个膨胀压片的外侧均设置有磨粒层。磨粒可以在压力作用下紧紧扣住围岩，保证将固定膨胀螺栓牢牢固定在围岩中。进一步的，所述磨粒层与膨胀压片一体成型。这样可以保证磨粒与膨胀压片之间的结合强度，防止在固定过程中磨粒从膨胀压片表面脱落。更进一步的，所述磨粒层中的磨粒的粒径为0.5cm-1cm。在一些实施例中，每个膨胀压片与固定膨胀螺栓本体的连接位置设置有应力分散圆槽。当膨胀压片张开时，可以保证其底部不会出现应力集中现象而导致破坏。在一些实施例中，所述压块包括第一段和第二段，第一段为圆柱体，第二段为缩径结构，第二段的大径端与第一段的端部连接，第二段的小径端朝向固定膨胀螺栓的本体方向设置。由于膨胀压片围成的压块的运动通道是缩径结构，实践证明，如果压块的直径是均一的，容易导致压块与膨胀压片的加压部位应力较大，造成膨胀压片的损坏。第二段为缩径结构，可以提高与膨胀压片之间的接触面积，进而对膨胀压片较温和施压，使膨胀压片安全使用。进一步的，所述第二段为圆台体结构或半球形结构。进一步的，每个膨胀压片的截面为扇形。与压块的形状相适应。在一些实施例中，所述固定膨胀螺栓的连接端设置外螺纹。进一步的，所述固定膨胀螺栓的连接端还设置顶环，顶环设置于外螺纹的内侧。固定膨胀螺栓通过外螺纹与测桩保护装置的内螺纹配合连接，紧密咬合，避免发生滑丝现象，顶环起到限位作用，防止螺纹配合的过拧；而且与螺帽之间通过垫片接触，可以保证拧合后的螺帽稳定而不发生转动走位。在一些实施例中，固定膨胀螺栓的本体与膨胀压片之间一体加工成型。两者之间采用高强度、防锈蚀钢材一体加工成型，保证了固定膨胀螺栓的强度和耐久性。在一些实施例中，所述压块的长度大于膨胀压片的长度。压块具有足够的长度，可以完全顶开膨胀压片，并与固定膨胀螺栓的本体顶部接触。膨胀压片被顶开后直径增加，足够保证其与围岩钻孔发生紧密的挤压接触，从而牢牢地将固定膨胀螺栓进行固定。进一步的，所述固定膨胀螺栓的本体的长度为35cm-50cm。螺栓长度足够超越围岩细孔与初支粗孔深度之和，保证拧合顶环以下部分可以暴露在初支以外。在一些实施例中，所述测桩保护装置的连接部包括旋转连接盘和螺帽，螺帽通过旋转连接盘安装在测桩保护装置的端部，螺帽与固定膨胀螺栓的连接端连接。设置旋转连接盘，使得测桩保护装置可以朝各个方向旋转，以适应不同方位的测量。旋转连接盘可以是各种形式的旋转盘体，如，在测桩保护装置的端部设置一个转轴，盘体中部设置通孔，盘体通过通孔安装在转轴上，盘体通过连接结构与螺帽固定连接。或，在测桩保护装置的端部设置环形旋转轨道，在盘体的一面设置有与环形旋转轨道配合的环形轨道，两轨道配合安装，可实现盘体的旋转，螺帽通过连接结构固定在盘体的另一侧，如，焊接；或，转动连接盘转动部件采用密封式轴承，用高强度、耐腐蚀材质打造，可以抵抗一定强度的机械冲击如爆破飞石的影响，耐久度高，并且不会发生水平或垂直方向的晃动，保证了下部构件与上部构件保持一样的稳定性。还可以是通过电机控制旋转连接盘的任意角度的转动，保证监控量测作业的高效性和方便性。在一些实施例中，所述固定杆的一端固定在壳体的端部，另一端延伸出壳体的开口处。测桩安装在固定杆的另一端，将固定杆的另一端延伸出壳体的开口处，可以保证测桩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：包括：固定膨胀螺栓和测桩保护装置，其中，/n固定膨胀螺栓，包括本体、膨胀端和连接端，膨胀端和连接端分别位于本体的两端，其膨胀端包括压块和若干个膨胀压片，若干个膨胀压片的一端环绕固定膨胀螺栓的本体端部边缘分布设置，另一端为自由端，朝向本体的外延方向；若干个膨胀压片围成压块的运动空间，膨胀压片具有弹性，且膨胀压片围成的通道直径自膨胀压片的自由端至固定端逐渐减小；/n测桩保护装置，包括壳体、罩体和固定杆，罩体包括内保护罩和外保护罩，内保护罩可抽拉地设置于外保护罩内，外保护罩通过旋转轴安装在壳体的端部，内保护罩完全抽出时，罩体将壳体的开口完全封闭；/n固定杆固定设置于壳体的内部，用于安装测桩，所述壳体的远离罩体的一端设置连接部，用于与所述固定膨胀螺栓的连接端可拆卸连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：包括：固定膨胀螺栓和测桩保护装置，其中，
固定膨胀螺栓，包括本体、膨胀端和连接端，膨胀端和连接端分别位于本体的两端，其膨胀端包括压块和若干个膨胀压片，若干个膨胀压片的一端环绕固定膨胀螺栓的本体端部边缘分布设置，另一端为自由端，朝向本体的外延方向；若干个膨胀压片围成压块的运动空间，膨胀压片具有弹性，且膨胀压片围成的通道直径自膨胀压片的自由端至固定端逐渐减小；
测桩保护装置，包括壳体、罩体和固定杆，罩体包括内保护罩和外保护罩，内保护罩可抽拉地设置于外保护罩内，外保护罩通过旋转轴安装在壳体的端部，内保护罩完全抽出时，罩体将壳体的开口完全封闭；
固定杆固定设置于壳体的内部，用于安装测桩，所述壳体的远离罩体的一端设置连接部，用于与所述固定膨胀螺栓的连接端可拆卸连接。


2.根据权利要求1所述的隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：每个膨胀压片的外侧均设置有磨粒层；
进一步的，所述磨粒层与膨胀压片一体成型；
更进一步的，所述磨粒层中的磨粒的粒径为0.5cm-1cm。


3.根据权利要求1所述的隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：每个膨胀压片与固定膨胀螺栓本体的连接位置设置有应力分散圆槽。


4.根据权利要求1所述的隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：所述压块包括第一段和第二段，第一段为圆柱体，第二段为缩径结构，第二段的大径端与第一段的端部连接，第二段的小径端朝向固定膨胀螺栓的本体方向设置；
进一步的，所述第二段为圆台体结构或半球形结构；
进一步的，每个膨胀压片的截面为扇形。


5.根据权利要求1所述的隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：所述固定膨胀螺栓的连接端设置外螺纹；
进一步的，所述固定膨胀螺栓的连接端还设置顶环，顶环设置于外螺纹的内侧。


6.根据权利要求1所述的隧道监控量测测桩保护装置，其特征在于：固定膨胀螺栓的本体与膨胀压片之间一体加工成型；
或，所述压块的长度大于膨胀压片的长度；
进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱道宏，傅康，薛翊国，刘洋，公惠民，于月浩，陈琦琦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37