【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巷道围岩收敛变形监测。更具体地说，本专利技术涉及一种巷道围岩收敛变形监测方法。
技术介绍
1、巷道围岩收敛测量是工程必测项目。巷道开挖后，在围岩应力作用下周边围岩及支护将产生变形，使用专用测量仪器测得可量测出顶板下沉、底鼓、巷道两帮移近量。采用十字布点法进行巷道围岩收敛变形监测，在巷道顶板、底板中垂线方向和两帮腰线水平方向设置标志点，如图1所示，a、b为两帮腰线的标志点，c、d为顶板、底板的标志点，a、b和c、d连线中点o为基准点，co的变化量是顶板下沉量，od的变化量是底鼓量，ao、bo的变化量分别是两帮移近量。一种方法是采用惯导方法确定每次测量的基准点，然后使用激光测距仪等设备测量基准点到隧道表面距离，计算隧道收敛变形，然而由于巷道表面同时收敛变形，确定每次测量的基准点是一件繁琐、困难的工作。另一种方法是在巷道横截面上埋设反光靶标配套电子全站仪测量测点的三维坐标，计算每两个测点间的三维距离，不同期次测得的三维距离值与第一次测得的三维距离值之差为该两测点之间测线的收敛值，每次测量时需要准确获得电子全站仪测试位置的坐标，对于巷道来说，每次获得全站仪准确坐标也是一件困难的事情。因此，简化测量程序并保持测量精度是本申请亟在解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种巷道围岩收敛变形监测方法，其采用十字布点法配套激光测试装置，能够任意设置测点，快速测量巷道顶板下沉、底鼓、两帮移近量，具有测量数据少、操作难度小、劳动强度低、测量准确率高等优点。
2、为了
3、步骤一，在巷道断面上采用十字布点法设置至少三个标志点，取中心点为基准点构建笛卡尔坐标系，在同一巷道断面上的任意位置处设置激光测点，从激光测点向各个标志点发射激光并测量激光射线的长度与倾角，得到激光测点的坐标和各个标志点的坐标；
4、步骤二，在巷道断面上设置巷道边缘关键点，从激光测点向巷道边缘关键点发射激光并测量激光射线的长度与倾角，计算巷道边缘关键点的坐标，根据多个巷道边缘关键点的坐标绘制巷道图形，得到巷道围岩收敛变形后的断面形状。
5、优选的是，激光测点位于巷道断面的中心或非中心处。
6、优选的是，标志点的数量为三个时，分别位于巷道的顶板中心、两帮腰线，标志点包括两帮腰线相对设置的第一标志点、第二标志点以及巷道的顶板中心单独设置的第三标志点，基准点为第一标志点、第二标志点的连线与第三标志点的铅垂线的交点。
7、优选的是，标志点的数量为四个时，分别位于巷道的顶板和底板中心、两帮腰线，标志点包括两帮腰线相对设置的第一标志点、第二标志点以及巷道的顶板和地板中心相对设置的第三标志点、第四标志点，基准点为第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点的十字连线的中心交点。
8、优选的是，第三标志点的铅垂线与巷道边缘的交点假设为第四标志点，激光测点不在第一标志点、第二标志点的连线以及第三标志点的铅垂线上时，根据激光测点分别至第一标志点、第二标志点的激光射线的长度与倾角，计算激光测点于第一标志点、第二标志点的连线垂足的长度，根据激光测点分别至第三标志点的激光射线的长度与倾角，计算激光测点于第三标志点的铅垂线的垂足的长度，从而计算第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点分别至基准点的距离，得到激光测点的坐标以及第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点的坐标。
9、优选的是，在非巷道断面上设置激光测点，取激光测点在巷道断面上的投影点，从激光测点向各个标志点发射激光并测量激光射线的长度与仰角、倾角，计算各个标志点至投影点的距离，进而计算投影点的坐标和各个标志点的坐标；
10、在巷道断面上设置巷道边缘关键点，从激光测点向巷道边缘关键点发射激光并测量激光射线的长度与仰角、倾角，计算巷道边缘关键点至投影点的距离，根据投影点的坐标，得到巷道边缘关键点的坐标。
11、优选的是，监测方法基于激光测试装置实现的，所述激光测试装置包括三脚架、支座、轴、手轮、激光测距仪、数据采集装置，通过所述手轮转动所述轴使所述激光测距仪旋转发射激光，数据采集装置记录激光射线的长度与仰角、倾角，计算顶板下沉、底鼓、巷道两帮移近量，根据巷道边缘关键点坐标绘制巷道断面形状。
12、本专利技术至少包括以下有益效果：
13、第一、本专利技术采用十字布点法设置标志点，配套激光测试装置，能够任意设置激光测点，测量激光测点和标志点的坐标，并测量巷道边缘关键点的坐标，绘制巷道围岩的断面形状，进行收敛变形前后监测，快速测量巷道顶板下沉、底鼓、两帮移近量，具有测量数据少、操作难度小、劳动强度低、测量准确率高等优点。
14、第二、本专利技术无论是设置三个标志点还是四个标志点，无论是在巷道断面或非巷道断面，均可以采用标志点和激光测点(或投影点)的坐标，可最大程度适应各种监测环境，绘制巷道围岩的断面形状，方法简单可行，避免大型设备带来的实验误差，可操作性强，经济效益高，具有广泛的适用性。
15、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，激光测点位于巷道断面的中心或非中心处。
3.如权利要求1所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，标志点的数量为三个时，分别位于巷道的顶板中心、两帮腰线，标志点包括两帮腰线相对设置的第一标志点、第二标志点以及巷道的顶板中心单独设置的第三标志点，基准点为第一标志点、第二标志点的连线与第三标志点的铅垂线的交点。
4.如权利要求1所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，标志点的数量为四个时，分别位于巷道的顶板和底板中心、两帮腰线，标志点包括两帮腰线相对设置的第一标志点、第二标志点以及巷道的顶板和地板中心相对设置的第三标志点、第四标志点，基准点为第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点的十字连线的中心交点。
5.如权利要求3所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，第三标志点的铅垂线与巷道边缘的交点假设为第四标志点，激光测点不在第一标志点、第二标志点的连线以及第三标志点的铅垂线上时，根据激光测点分别至第一标志点、第二标
6.如权利要求1～5任一项所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，在非巷道断面上设置激光测点，取激光测点在巷道断面上的投影点，从激光测点向各个标志点发射激光并测量激光射线的长度与仰角、倾角，计算各个标志点至投影点的距离，进而计算投影点的坐标和各个标志点的坐标；
7.如权利要求6所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，监测方法基于激光测试装置实现的，所述激光测试装置包括三脚架、支座、轴、手轮、激光测距仪、数据采集装置，通过所述手轮转动所述轴使所述激光测距仪旋转发射激光，数据采集装置记录激光射线的长度与仰角、倾角，计算顶板下沉、底鼓、巷道两帮移近量，根据巷道边缘关键点坐标绘制巷道断面形状。
...【技术特征摘要】
1.巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，激光测点位于巷道断面的中心或非中心处。
3.如权利要求1所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，标志点的数量为三个时，分别位于巷道的顶板中心、两帮腰线，标志点包括两帮腰线相对设置的第一标志点、第二标志点以及巷道的顶板中心单独设置的第三标志点，基准点为第一标志点、第二标志点的连线与第三标志点的铅垂线的交点。
4.如权利要求1所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，标志点的数量为四个时，分别位于巷道的顶板和底板中心、两帮腰线，标志点包括两帮腰线相对设置的第一标志点、第二标志点以及巷道的顶板和地板中心相对设置的第三标志点、第四标志点，基准点为第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点的十字连线的中心交点。
5.如权利要求3所述的巷道围岩收敛变形监测方法，其特征在于，第三标志点的铅垂线与巷道边缘的交点假设为第四标志点，激光测点不在第一标志点、第二标志点的连线以及第三标志点的铅垂线上时，根据激光测点分别至...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志远，
申请(专利权)人：日照普斯特朗基础工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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