专利名称：隧道工程变形监测组合测点装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及岩土工程变形监测装置，特别是一种隧道工程变形监测组合测点装置。
背景技术：
隧道工程监控量测是隧道动态设计的重要组成部分，已用于矿山、铁路、公路、水利等隧道领域。随着高速铁路及高路公路的大量的建设，隧道工程也日益增多，隧道作为隐蔽性工程，存在很多不确定性的因素，隧道监测能为隧道的施工安全及隧道支护结构的稳定性等提供可靠的信息，因此人们试图采取各种监测方法对隧道的变形进行测试。目前主要运用于隧道监测的方法有各种收敛计、及精密水准仪配合挂尺测试隧道的水平收敛及拱顶沉降，以及用全站仪和贴反射棱镜进行位移监测等。前一种方法测试精度高，测点易埋设，且成本低，但缺点是在隧道预留核心土开挖方法中，从开挖至核心土除去期间是不能测试隧道变形的位移，只有在核心土开挖后才能进行测试，测试数据不全面。 后者需要贴反射棱镜，测点埋设不方便，在施工过程中反射棱镜易被喷射混凝土等灰尘污染，测试精度不高，且易损坏，成本也高。

实用新型内容为了克服现有的隧道工程变形监测测点装置不足，本实用新型提供一种隧道工程变形监测组合测点装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是隧道工程变形监测组合测点装置，包括监测预埋件、收敛测点预埋件、旋转挂杆、 挂式棱镜；监测预埋件设有膨胀螺栓与吊钩固定连接；收敛测点预埋件设有收敛测点装置与支撑杆及收敛测点挂钩固定连接；旋转挂杆上部设有挂钩通过轴套连接旋转筒，旋转筒内设有弹簧，旋转筒下部固定有伸缩杆，旋转筒侧边设有弹簧片；挂式棱镜设有棱镜通过轴套连接棱镜挂钩。本实用新型的工作原理当隧道开挖预留核心土时，采用全站仪配合棱镜进行隧道变形的测试。首先将监测预埋件埋设在隧道拱部，将收敛测点预埋件埋设在隧道左右边墙，然后将挂式棱镜挂在监测预埋件的吊钩上，及收敛测点预埋件的收敛测点挂钩上，采用全站仪测试隧道的变形。当隧道开挖完核心土及进行下半部的开挖时，隧道净空高度逐渐变高，且隧道变形逐渐趋于稳定，变形速率逐渐减小甚至低于1mm，在监测预埋件上不使用挂式棱镜，在原预埋件上采用旋转挂杆及挂尺配合精密水准仪测试隧道拱部沉降，采用精度较高的收敛计 (测试精度可达0. Imm)在收敛测点预埋件旁的收敛测点进行收敛测试。本实用新型的有益效果本实用新型利用隧道监测组合式测点装置能不间断对隧道施工的整过过程的变形进行测试，且精度比采用传统的设置固定膜片采用全站仪测试精度大大提高，成本也大大降低，弥补采用精密水准仪及挂尺测试隧道拱顶下沉及收敛计测试水平收敛的不足。具有结构简单、稳定，易于操作、拆卸方便，大大提高了测量的效率，加快了工程进度，降低成本。
图1是本实用新型的监测预埋件结构示意图；图2是本实用新型的收敛测点预埋件结构示意图；图3是本实用新型的旋转挂杆结构示意图；图4是本实用新型的挂式棱镜结构示意图；图5是本实用新型实施示意图。图中零部件及编号1-监测预埋件；1. 1-膨胀螺栓；1. 2-吊钩；2-收敛测点预埋件；2. 1-支撑杆；2. 2-收敛测点挂钩；2. 3_收敛测点装置；3_旋转挂杆；3. 1-挂钩；3. 2-旋转筒；3. 3_弹簧；3. 4_伸缩杆；3. 5_弹簧片；4-挂式棱镜；4. 1-棱镜；4. 2-棱镜挂钩；5_挂尺。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1 图4所示，隧道工程变形监测组合测点装置，包括监测预埋件1、收敛测点预埋件2、旋转挂杆3、挂式棱镜4 ；监测预埋件1设有膨胀螺栓1. 1与吊钩1. 2固定连接；收敛测点预埋件2设有收敛测点装置2. 3与支撑杆2. 1及收敛测点挂钩2. 2固定连接；旋转挂杆3上部设有挂钩3. 1通过轴套连接旋转筒3. 2，旋转筒3. 2内设有弹簧3. 3， 旋转筒3. 2下部固定有伸缩杆3. 4，旋转筒3. 2侧边设有弹簧片3. 5 ；挂式棱镜4设有棱镜 4. 1通过轴套连接棱镜挂钩4. 2。吊钩1. 2、收敛测点挂钩2. 2、挂钩3. 1和棱镜挂钩4. 2的张开角为45°。实施过程元件的预埋本实用新型按图1 图5生产安装，根据隧道工程现场要求，将监测预埋件1埋设于开挖隧道的顶部，收敛测点预埋件2和已有的收敛计测点埋设在隧道的侧部的预定位置，在隧道外及隧道内分别埋设控制基准点，便于校核。实施测量在隧道预留核心土施工前期，用棱镜架将棱镜架设在基准点，用全站仪测试基准点的高程，再将挂式棱镜4分别挂在监测预埋件1、收敛测点预埋件2上，用全站仪进行隧道的拱顶下沉点及水平收敛点进行测试。所测试拱顶下沉点的高程与基准点的高程差值为拱顶点相对于基准点的高程值， 将第二次测试的高程值减去前次测试的高程值，即为当次相对与上一次测试的拱顶下沉速率，每次测试出的高程值与首次测试出的高程值的差值即为所测点的累计下沉量。利用旋转挂杆3测量时，由于挂钩3. 1与旋转筒3. 2之间可转动，弹簧3. 3保持了适当的转动阻尼，不论精密水准仪架设在隧道的哪个角落，挂尺5的尺面均能通过旋转正对仪器方向，且不移动挂杆的位置，提高了监测精度和效率。应用挂式棱镜4装置，只需要1个挂式棱镜4装置，配合隧道中的监测预埋件1及收敛测点预埋件2，克服了设置固定膜片测试变形时反射膜片不易埋设、易损坏和污染、成本高等缺点，实现全站仪在施工工程的快速精确测量。将挂式棱镜4挂在收敛测点预埋件2的左、右点测试的三维坐标，按照空间两点距离的计算公式计算出当次测试的两点距离，将下次测试的距离与上次测试的距离差即为隧道水平收敛变形速率，各次测试的距离与首次测试的距离的差值即为所测试基线的累计变形值。隧道核心土开挖后，由于隧道变形逐渐减小，需要更换精度更高的收敛计及精密水准仪测试隧道变形。水平收敛变形采用收敛计在收敛测点预埋件2的收敛测点上进行测试隧道的变形速率及累计值，将所测试值累加在之前采用的全站仪测试的水平变形累计值上，即为隧道在开挖后整个过程的累计变形值。仍用全站仪测试时的原基准点及拱顶的监测预埋件1，用精密水准仪、塔尺、旋转式伸缩杆及挂尺进行拱顶下沉的测试，将所测试的变形值累加在前期用全站仪测试的拱顶下沉累计值上，即为隧道在开挖过后整个过程的累计下沉值。本实用新型实现全站仪、精密水准仪和挂尺测试水平收敛及拱顶沉降快速精确测量，结构简单、工作稳定，易于操作、拆卸方便，大大提高了工程测量的效率，加快了工程进度，降低成本。
权利要求1.一种隧道工程变形监测组合测点装置，其特征在于，包括监测预埋件(1)、收敛测点预埋件O)、旋转挂杆(3)、挂式棱镜(4)；所述的监测预埋件(1)设有膨胀螺栓(1. 1)与吊钩(1. 2)固定连接； 所述的收敛测点预埋件( 设有收敛测点装置(2. 3)与支撑杆(2. 1)及收敛测点挂钩 (2. 2)固定连接；所述的旋转挂杆C3)上部设有挂钩(3. 1)通过轴套连接旋转筒(3.幻，所述的旋转筒 (3. 2)内设有弹簧(3. 3)，旋转筒(3. 2)下部固定有伸缩杆(3. 4)，所述的旋转筒(3. 2)侧边设有弹簧片(3. 5)；所述的挂式棱镜(4)设有棱镜(4. 1)通过轴套连接棱镜挂钩(4. 2)。
2.根据权利要求1所述的隧道工程变形监测组合测点装置，其特征在于所述的吊钩 (1. 2)、收敛测点挂钩(2. 2)、挂钩(3. 1)和棱镜挂钩(4. 2)的张开角为45°。
专利摘要本实用新型公开了一种隧道工程变形监测组合测点装置，包括监测预埋件、收敛测点预埋件、旋转挂杆、挂式棱镜；监测预埋件设有膨胀螺栓与吊钩固定连接；收敛测点预埋件设有收敛测点装置与支撑杆及收敛测点挂钩固定连接；旋转挂杆上部设有挂钩通过轴套连接旋转筒，旋转筒内设有弹簧，旋转筒下部固定有伸缩杆，旋转筒侧边设有弹簧片；挂式棱镜设有棱镜通过轴套连接棱镜挂钩。本实用新型能运用全站仪、精密水准仪和挂尺配合隧道工程变形监测组合测点装置快速精确实现隧道开挖后隧道水平收敛及拱顶沉降测量，其结构简单、稳定，易于操作、拆卸方便，大大提高了测量的效率和监测精度，降低成本。
文档编号G01B21/32GK202074959SQ20112010727
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者伍晓军, 尚海松, 王兵, 詹显军 申请人:中铁西南科学研究院有限公司