【技术实现步骤摘要】
本技术属于隧道测量，具体涉及一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置。
技术介绍
1、围岩收敛位移起着判别岩体稳定，获得岩体力学参数和合理确定支护时间的作用。围岩收敛位移监测是地下工程监测重要的必测项目，测量仪器的选择正确与否对确保施工安全至关重要。隧洞监测方法发展迅速且已日趋成熟，对于得到隧洞动态监测数据提供了很大帮助，但是监控量测信息反馈仍存在一些缺陷，除较为复杂现场量测工作和完备测试仪器的复杂安装工作外，仍然依赖专家的经验来分析量测数据和对计算成果进行反馈。
2、当前隧洞开挖过程的围岩变形收敛监测中，主要分为非接触式与接触式两类观测方法。主流依然采用的传统在洞壁上埋点，再利用全站仪、水准仪、收敛计进行监控，虽然可以相对直接、实地的获取比较真实、可信的数据，但在有效掘进时段内，施工粉尘严重影响激光、全站仪、水准仪等监测设施的光耗，一般而言全站仪的有效观测距离为30～50m，粉尘浓度大小，严重影响其有效观测距离和精度，加上隧洞净空面空间受掘进机体积影响，收敛计等传统监测设备消耗较多人力、物力较大，观测效率不高。
3、新兴的非接触式近景摄影和三维激光扫描围岩变形观测方法，虽克服了埋点，人力投入大的弊端，也扩展了观测范围，实现了由点位监测转为面域监测，但tbm施工过程中掘进机及配套设备基本占据掌子面后方200m范围整个空间，通视条件受限，常规围岩稳定性监测方法难以实施，待通视顺畅后，围岩变形已趋稳定，测值时效性不足，并且后期数据处理时间较长，反映当前围岩变形性态实时性较差。而接触式的依靠传感器前后链接的数据
技术实现思路
1、本技术提供一种用于测量围岩收敛值的反射激光装置，能够体现围岩变形实际状态，针对tbm及盾构施工特点，能够自动观测有效、便捷、实时地测量距工作面3～5倍洞径范围内围岩变形的问题。
2、为解决上述问题，本技术提供的技术方案如下：
3、本技术实施例提供一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，包括延隧洞(20)轴线方向上间隔设置的被监测部件(16)和施测部件(17)；
4、所述被监测部件(16)包括反射靶(1)、角度指针(2)、刻度盘(3)、第一水平调整装置(4)、第一直角固定块(5)、第一对中调节螺丝(6)、第一锚杆(7)和第一连接法兰(8)，所述第一锚杆(7)固定在变形收敛区域的围岩(18)上，所述第一直角固定块(5)通过所述第一连接法兰(8)固定在所述第一锚杆(7)上，所述第一水平调整装置(4)设置在所述第一直角固定块(5)上，所述反射靶(1)通过对第一中调节螺丝(6)固定在所述直角固定块(5)上；所述角度指针(2)和所述刻度盘(3)设置在所述反射靶(1)的边缘上；
5、所述施测部件(17)包括激光测距传感器(9)、手动旋转台(10)、第二水平调整装置(11)、第二直角固定块(12)、第二对中调节螺丝(13)、第二锚杆(14)和第二连接法兰(15)；所述第二锚杆(14)固定在稳定区域的的围岩上，所述第二直角固定块(12)固定在所述第二锚杆(14)上，所述手动旋转台(10)通过第二水平调整装置(11)设置在所述第二直角固定块(12)上，所述手动旋转台(10)上设置有所述激光测距传感器(9)；
6、当所述激光测距传感器(9)准直照射和所述反射靶(1)的反射角调试完成后，所述激光测距传感器(9)发射激光测距，激光斑点射到所述反射靶(1)的中o点处，其激光测距传感器(9)至o点的初值距离为l0；随着隧洞工作面在推进，净空围岩的变形使所述反射靶(1)也随之位移，因所述激光测距传感器(9)的准直光束保持不动，激光斑点随45°反射靶(1)的位移而发生变位，由o’点变位至p点，二次测距可得施测部件至反射靶的距离l1，由于△oo’p为等腰直角三角形，可知被测部件的围岩变形收敛值δh为二次测距值l1减初始测距值l0，得到两次测距差值δl相等，δh＝δl＝l0-l1。
7、根据本技术一可选实施例，所述反射靶(1)的长×宽为200×100mm，厚为3mm，外部有铝合金包边。
8、根据本技术一可选实施例，所述第一直角固定块的长×宽×高为100×100×100mm，厚为8mm，材料为硬质铝合金，所述第一锚杆(7)为直径φ28螺纹钢，所述第一连接法兰(8)为直径φ60mm不锈钢构件。
9、根据本技术一可选实施例，所述激光测距传感器(9)的测量量程0～200m，测量精度为1mm；所述手动旋转台(10)的台面直径φ73mm，粗调360°，细调±3°，最小调整量6″。
10、根据本技术一可选实施例，所述第二水平调整装置(11)直径为90mm、高度42mm，±5°水平调节，材质为铝合金；所述第二直角固定块(12)长×宽×高为100×100×100mm，厚为8mm，材质为硬质铝合金；所述第二锚杆(14)为直径φ28mm螺纹钢，所述第二连接法兰(15)为直径φ60mm，材质为不锈钢构件。
11、有益效果：本技术实施例提供一种用于测量围岩收敛值的反射激光装置，针对隧洞围岩收敛变形的量测，本技术提出在不占用隧洞施工设备及操作空间的情况下，利用纵向隧洞周边的可通视空间进行量测的带角度反射激光测距围岩变形收敛量测监测方法，系统施测后方采用激光测距传感器直接测取仪器至被测前面带角度反射靶间距离的方式，通过控制激光束与反射靶面的夹角为45°，使纵向激光测距传感器和反射靶的前后两次测值的差值等于反射靶安装处的围岩收敛变形量。其中采用激光测距传感器的量程0～150m(有反射面)，测量精度±1mm，分辨率±0.11mm，重复精度±1mm，仪器变形监测精度满足《水工隧洞安全监测技术规范》sl764-2018中隧洞洞身表面变形位移量中误差限值±2.0mm的要求；反射靶为漫反射白色涂层，具有很好的反射率(＞98％)。此量测系统的原理和结构简单可靠，安装和观测简便易行，同时易于实现自动观测，且具有适用性强，成本低廉的特点，有较高的推广价值。
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1.一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，包括延隧洞(20)轴线方向上间隔设置的被监测部件(16)和施测部件(17)；
2.根据权利要求1所述的一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，所述反射靶(1)的长×宽为200×100mm，厚为3mm，外部有铝合金包边。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，所述第一直角固定块的长×宽×高为100×100×100mm，厚为8mm，材料为硬质铝合金，所述第一锚杆(7)为直径φ28螺纹钢，所述第一连接法兰(8)为直径φ60mm不锈钢构件。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，所述激光测距传感器(9)的测量量程0～200m，测量精度为1mm；所述手动旋转台(10)的台面直径φ73mm，粗调360°，细调±3°，最小调整量6″。
5.根据权利要求4所述的一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，所述第二水平调整装置(11)直径为90mm、高度42mm，±5°水平调节，材质为铝合金
...【技术特征摘要】
1.一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，包括延隧洞(20)轴线方向上间隔设置的被监测部件(16)和施测部件(17)；
2.根据权利要求1所述的一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，所述反射靶(1)的长×宽为200×100mm，厚为3mm，外部有铝合金包边。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量围岩变形收敛值的反射激光装置，其特征在于，所述第一直角固定块的长×宽×高为100×100×100mm，厚为8mm，材料为硬质铝合金，所述第一锚杆(7)为直径φ28螺纹钢，所述第一连接法兰(8)为直径φ60mm不锈钢构件。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：周富强，毛建刚，戴灿伟，曲传勇，沈志刚，朱明远，田伟，美丽古丽·买买提，孟波，卢虎强，王炜，李光雄，阿尔娜古丽·艾买提，
申请(专利权)人：新疆水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：
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