一种地下洞室围岩变形监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地下洞室围岩变形监测装置，涉及围岩监测技术领域，其技术方案要点是：包括主杆体、安装座以及多个固定杆；主杆体一端与安装座固定连接，主杆体套设有滑动管，滑动管与安装座之间通过弹簧连接；多个固定杆的端部均与主杆体的另一端铰接，固定杆与滑动管之间通过铰接杆铰接，主杆体一端与安装座固定连接，另一端与多个固定杆的端部铰接；安装座安装有由三轴加速度传感器、陀螺仪、三轴磁场传感器组成的传感器组。本发明专利技术实现了整个监测装置安装在地下洞室围岩内，并结合由三轴加速度传感器、陀螺仪、三轴磁场传感器组成的传感器组，能直接测量围岩不同深度变形，准确获取三维围岩变形方向和变形量。取三维围岩变形方向和变形量。取三维围岩变形方向和变形量。

【技术实现步骤摘要】
一种地下洞室围岩变形监测装置


[0001]本专利技术涉及围岩监测
，更具体地说，它涉及一种地下洞室围岩变形监测装置。

技术介绍

[0002]随着我国基础设施建设的快速发展，正在修建大量的铁路、公路、水利隧洞，由于地下洞室工程复杂的地质条件，地下水发育等因素，容易导致地下洞室围岩变形，围岩变形到一定程度将会产生掉块坍塌、挤压变形、滑动变形等破坏。每年因地下洞室围岩坍塌、突水灾害导致的人员伤亡和经济损失相当巨大，因此开展围岩变形监测预警工作，对于减少此类灾害造成的人员伤亡和经济损失尤为重要。
[0003]现有的围岩变形监测主要通过土压力盒、钢筋计、多点位移计对围岩浅表层和衬砌结构开展监测，这种监测手段存在以下缺点：1)土压力盒和钢筋计安装在围岩表层和衬砌结构内，通过监测围岩表层和衬砌结构的变形间接获得围岩变形数据，所获得的监测数据存在较大误差；2)多点位移计安装在围岩浅层，其结构只能获得轴向变形数据，不能获取与轴向垂直另外两向的监测数据，监测形式单一，不能准确查明位移方向和该方向的位移量，并且当围岩变形方向与安装方向呈大角度时，易被损毁；3)安装复杂，成本较高，对安装位置有较高要求。
[0004]因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的地下洞室围岩变形监测装置是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种地下洞室围岩变形监测装置，具有结构简单、安装简便等特点，且能直接测量围岩不同深度变形，准确获取三维围岩变形方向和变形量。r/>[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种地下洞室围岩变形监测装置，包括主杆体、安装座以及多个固定杆；
[0007]所述主杆体一端与安装座固定连接，主杆体套设有滑动管，滑动管与安装座之间通过弹簧连接；
[0008]多个所述固定杆的端部均与主杆体的另一端铰接，固定杆与滑动管之间通过铰接杆铰接；
[0009]所述主杆体一端与安装座固定连接，另一端与多个固定杆的端部铰接；
[0010]所述安装座安装有由三轴加速度传感器、陀螺仪、三轴磁场传感器组成的传感器组。
[0011]进一步的，多个所述固定杆沿主杆体朝向安装座的方向倾斜收拢设置。
[0012]进一步的，所述固定杆远离主杆体的端部设有尖端部，尖端部以固定杆接触围岩内壁后沿接触点切面切割后形成。
[0013]进一步的，所述固定杆固定连接有拉绳。
[0014]进一步的，所述安装座背向主杆体的一侧设有上卡体，上卡体可供装配有下卡环的撑杆以卡接方式实现撑杆与安装座的连接。
[0015]进一步的，所述上卡体的侧面设有至少一个卡钉；所述下卡环为可与上卡体套接的环形套，下卡环侧面设有供卡钉一一对应卡接的L型卡槽。
[0016]进一步的，所述撑杆表面设有沿轴线方向布设的刻度尺。
[0017]进一步的，所述安装座为内部中空设置的保护壳，传感器组置于保护壳内，且传感器组的电缆以保护壳上装配有橡胶环的通孔引出。
[0018]进一步的，所述主杆体包括中空管和伸缩杆，滑动管与中空管套接，伸缩杆位于中空管与安装座之间。
[0019]进一步的，所述伸缩杆为电动伸缩节，安装座表面设有与电动伸缩节电性连接的红外接收器。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1、本专利技术提供的一种地下洞室围岩变形监测装置，在安装时，通过控制多个固定杆进一步向主杆体轴线收拢，使得整个监测装置的直径范围缩小，能够将整个监测装置快速置入围岩内，当整个监测装置放置到预设位置时，固定杆可在弹簧的弹力作用下展开，从而与围岩内壁稳定接触，实现了整个监测装置安装在地下洞室围岩内，并结合由三轴加速度传感器、陀螺仪、三轴磁场传感器组成的传感器组，能直接测量围岩不同深度变形，准确获取三维围岩变形方向和变形量；
[0022]2、本专利技术将上卡体的卡钉嵌入下卡环的L型卡槽内，然后握住撑杆将监测装置缓慢推入围岩钻孔，推动中观察刻度尺读数，当刻度尺读数与设计监测结构安装深度一致时停止推动撑杆；向下轻拉撑杆，使固定杆嵌入钻孔岩体/土体内，然后转动撑杆，使卡钉退出L型卡槽，取下撑杆；若监测结构安装深度与设计安装深度存在误差时，可向上支撑撑杆，向下拉住拉绳，弹簧产生压缩，铰接杆与围岩钻孔壁脱离接触，可重新调整监测结构安装深度；此外，安装时固定杆的收拢既可以依据拉绳的拉力实现，也可以依据围岩内壁的挤压力实现；
[0023]3、本专利技术通过伸缩杆的长度调整，能够灵活调整固定杆在弹簧无形变状态下的展开状态，既可以适用于不同直径大小的围岩钻孔安装，又可以灵活调整监测装置安装时固定杆与围岩内壁的挤压力大小，整体适用范围广，操作灵活性强；
[0024]4、本专利技术通过红外遥控方式实现伸缩节长度的控制，在安装或拆卸监测装置过程中，能够根据需求快速调整弹簧对固定杆的作用力，使得整个监测装置既可以适用于竖直向上洞室的监测，又可以适用于竖直向下洞室的监测。
附图说明
[0025]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0026]图1是本专利技术实施例中1中的整体结构示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例中2中的整体结构示意图。
[0028]附图中标记及对应的零部件名称：
[0029]1、安装座；2、传感器组；3、主杆体；4、滑动管；5、固定杆；6、铰接杆；7、弹簧；8、拉绳；9、上卡体；10、卡钉；11、橡胶环；12、撑杆；13、刻度尺；14、下卡环；15、L型卡槽；16、尖端部；17、中空管；18、伸缩杆；19、红外接收器。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0031]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0032]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下洞室围岩变形监测装置，其特征是，包括主杆体(3)、安装座(1)以及多个固定杆(5)；所述主杆体(3)一端与安装座(1)固定连接，主杆体(3)套设有滑动管(4)，滑动管(4)与安装座(1)之间通过弹簧(7)连接；多个所述固定杆(5)的端部均与主杆体(3)的另一端铰接，固定杆(5)与滑动管(4)之间通过铰接杆(6)铰接；所述主杆体(3)一端与安装座(1)固定连接，另一端与多个固定杆(5)的端部铰接；所述安装座(1)安装有由三轴加速度传感器、陀螺仪、三轴磁场传感器组(2)成的传感器组(2)。2.根据权利要求1所述的一种地下洞室围岩变形监测装置，其特征是，多个所述固定杆(5)沿主杆体(3)朝向安装座(1)的方向倾斜收拢设置。3.根据权利要求2所述的一种地下洞室围岩变形监测装置，其特征是，所述固定杆(5)远离主杆体(3)的端部设有尖端部(16)，尖端部(16)以固定杆(5)接触围岩内壁后沿接触点切面切割后形成。4.根据权利要求2所述的一种地下洞室围岩变形监测装置，其特征是，所述固定杆(5)固定连接有拉绳(8)。5.根据权利要求1所述的一种地下洞室围岩变形监测装置，其特征是，所述安装座(1)背向主杆体(3)的一侧设有上卡体(9)，上卡体...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚东，马金根，张廷柱，张一希，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：