地下洞室变形测量定位警示装置的制作方法

本发明属于岩体工程测量技术领域，涉及一种地下洞室变形测量定位警示装置，尤其是一种具有警示功能的地下洞室变形测量定位警示装置。

背景技术：

地下洞室在施工、竣工及使用期间，由于开挖卸荷导致岩体原岩应力状态遭到破坏，引起应力重新分布，地下洞室的围岩向临空面发生位移变化，伴随着可能出现底臌、顶沉、两帮收缩等变形特征。按照变形测量规范要求，处在规定的允许限度范围内的变形是正常现象，建筑物属于安全稳定的状态；一旦变形超过了规定的允许限度，就存在一定的危险性，变形严重时将对工程稳定造成巨大影响，会对生命财产造成巨大损失。地下洞室变形灾害一直是影响地下工程安全生产的主要因素，因此，对地下洞室的变形情况进行合理有效的监测显得尤为重要。

然而，地下洞室常常光线暗淡(特别是在煤矿巷道中)，变形测量基点布置后往往难以被施工人员察觉，甚至难以被测量人员发现。由于变形测量基点不具备明显的警示功能，常常因地下洞室交通运输、工程施工等因素造成损坏，损坏严重时甚至可能导致整个测量基点失效，以至于不能继续对该基点进行测量，使得已有的测试数据连续性不强，参考性指导性降低。此外，常规的地下洞室变形测量定位警示装置往往设计得粗糙简陋，不便于测试时尺具的夹持，导致测量误差进一步加大。岩体位移及变形数据是研究地下洞室变形灾害防治的基础，准确获取其变形情况是控制地下洞室稳定、确保工程顺利开展的重要保障。

因此亟需一种能够起到警示作用，保证其使用寿命，长期高效准确定位且便于进行变形测量的定位警示装置，以便通过变形测量对地下洞室长期稳定性提供参考和借鉴价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了填补现有技术的空白，提供一种带警示作用的地下洞室变形测量定位警示装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：地下洞室变形测量定位警示装置，包括防护盖、钩取环、基座、贯入锥，防护盖内侧底部设有防护盖螺纹，防护盖外侧涂覆有荧光警示层，基座底部连接有贯入锥，基座顶部设置有基座台螺纹环，基座、基座台螺纹环及贯入锥同轴设置，基座台螺纹环与防护盖螺纹相适配，基座顶部中心设置有钩取环，贯入锥包括锥杆及贯入锥尖端，锥杆上间隔设置有抗拔凹槽。

优选的，荧光警示层为磷光质发光材料夜光纤维层，防护盖的材质为硬质金属。

优选的，在钩取环外围环向设置基座台螺纹环。

进一步的，抗拔凹槽由锥杆外侧向锥杆内部倾斜，与水平方向夹角范围为46-59°。

进一步的，还包括锤击盖，锤击盖内部设置有容纳钩取环的腔体，锤击盖内侧下部设置有锤击盖螺纹，锤击盖螺纹与基座台螺纹环相适配。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：一种地下洞室变形测量定位警示装置，包括防护盖、钩取环、基座、贯入锥，防护盖内侧下部设有防护盖螺纹，防护盖外侧涂覆有荧光警示层，防护盖外侧还设置有压力传感垫、报警器及电源，电源分别与压力传感垫及报警器相连，压力传感垫又与报警器相连，当压力传感垫承受的压力超过一定阈值时，触发报警器进行报警，基座底部连接有贯入锥，贯入锥包括锥杆及贯入锥尖端，锥杆上间隔设置有抗拔凹槽，基座顶部设置有基座台螺纹环，基座、基座台螺纹环及贯入锥同轴设置，基座台螺纹环与防护盖螺纹相适配，基座顶部中心设置有钩取环。

进一步的，还包括锤击盖，锤击盖内部设置有容纳钩取环的腔体，锤击盖内侧下部设置有锤击盖螺纹，锤击盖螺纹与基座台螺纹环相适配。

具体的，还包括电源计量单元，电源计量单元分别与电源及报警器相连。

优选的，基座的半径大于基座台螺纹环的半径，荧光警示层为磷光质发光材料夜光纤维层，防护盖及锤击盖的材质为硬质金属。

进一步的，抗拔凹槽由锥杆外侧向锥杆内部倾斜，与水平方向夹角范围为46-59°。

本发明的有益效果是：结构简单，易于制作，警示功能明显，使用寿命较长，且固定力强，抗拔效果好，一经施工可长期保持，有助于提高定位准确性及有效性。本发明适用于对测量基点进行定位。

附图说明

图1是本发明实施例1的剖视图；

图2是本发明实施例1中的防护盖的结构示意图；

图3是本发明中的基座的结构示意图；

图4是本发明实施例2的剖视图；

图5是本发明实施例2中的防护盖的立体结构示意图；

图6是本发明实施例2中的锤击盖的剖视图；

图7是本发明实施例2中的锤击盖的立体结构示意图；

图8是本发明的测量操作示意图；

图中，1为防护盖，12为荧光警示层，13为压力传感垫，14为报警器，15为防护盖螺纹，2为钩取环，3为基座，31为基座台螺纹环，4为贯入锥，41为抗拔凹槽，42为贯入锥尖端，5为锤击盖，55为锤击盖螺纹，81为地下洞室围岩，82为定位警示装置，83为收敛测距仪。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

实施例1

如图1-3所示，本例中的地下洞室变形测量定位警示装置，包括防护盖1，防护盖1内侧底部设有防护盖螺纹15，防护盖1需要采用耐敲击且不易变形的硬质金属材料，例如8407模具钢。防护盖1外侧涂覆有荧光警示层12，荧光警示层12涂于防护盖1表面，可以涂覆在整个防护盖的外表面以便增强警示能力，也可以只涂覆在部分外表面上以节约成本。荧光警示层12优先采用磷光质发光材料夜光纤维，该夜光纤维能吸收可见光并将光能蓄贮在纤维中，并在黑暗状态下持续发光，在光线暗淡环境下对施工人员进行警示，以防被施工操作破坏。还包括基座3，基座3底部连接有贯入锥4，贯入锥4包括锥杆及贯入锥尖端42，锥杆上间隔设置有抗拔凹槽41，在具体使用过程中，安装定位警示装置时，需要将防护盖1与基座固定连接，而后敲击防护盖1将装置贯入锥钉入围岩中，贯入锥尖端42起到破岩作用，抗拔凹槽41加强贯入锥与围岩的受力，起到抗拔且防止装置松动的作用，使定位警示装置保持固定状态。为了增强贯入锥的固定力，提高抗拔凹槽41的抗拔性，抗拔凹槽41由锥杆外侧向锥杆内部倾斜，与水平方向夹角范围为46-59°。基座3顶部设置有基座台螺纹环31，基座3、基座台螺纹环31及贯入锥4同轴设置，基座台螺纹环31与防护盖螺纹15相适配，基座3顶部中心设置有钩取环2，钩取环2用于钩取长度角度等变形测量尺具，在测量时产生持力作用。测量时拧开防护盖1，露出钩取环2进行测量操作，测量后拧上防护盖1对钩取环2起到保护作用并对施工人员进行警示。为了保护钩取环2，在钩取环2外围环向设置基座台螺纹环31。

在实际地下工程中安装该定位警示装置时，敲击防护盖将该装置敲击锤入周围岩体中后，通过荧光警示层发挥警示作用，防止现场工程人员因误操作而破坏定位装置。

此外，为了保护防护盖上的荧光警示层免于破坏，可以在利用锤击盖进行锤击安装操作。

实施例2

如图3-7所示，本例中的定位警示装置，包括防护盖1、钩取环2、基座3、贯入锥4、锤击盖5，防护盖1内侧下部设有防护盖螺纹15，防护盖1外侧涂覆有荧光警示层12，防护盖1外侧还设置有压力传感垫13、报警器14及电源(图中未示出)，电源分别与压力传感垫13及报警器14相连，压力传感垫13又与报警器14相连。电源可以设置与报警器集成在一起，提高集成度，也可以单独设置。当防护盖受到撞击或刮蹭等外力作用，且外力超过一定阈值时，压力传感垫接收较强的力学信号后触发报警器实时发出警报，报警器可以为声音报警器和/或光学报警器，即时警示工作人员注意，停止不当操作，防止定位警示装置收到破坏。荧光警示层12优先采用磷光质发光材料夜光纤维，该夜光纤维能吸收可见光并将光能蓄贮在纤维中，并在黑暗状态下持续发光，在光线暗淡环境下对施工人员进行警示，以防被施工操作破坏。基座3底部连接有贯入锥4，贯入锥4包括锥杆及贯入锥尖端42，锥杆上间隔设置有抗拔凹槽41，在具体使用过程中，安装定位警示装置时，需要将防护盖1与基座固定连接，而后敲击防护盖1将装置贯入锥钉入围岩中，贯入锥尖端42起到破岩作用，抗拔凹槽41加强贯入锥与围岩的受力，起到抗拔且防止装置松动的作用，使定位警示装置保持固定状态。为了增强贯入锥的固定力，提高抗拔凹槽41的抗拔性，抗拔凹槽41由锥杆外侧向锥杆内部倾斜，与水平方向夹角范围为46-59°。基座3顶部设置有基座台螺纹环31，基座3的半径大于基座台螺纹环31的半径，基座3、基座台螺纹环31及贯入锥4同轴设置，基座台螺纹环31与防护盖螺纹15相适配，基座3顶部中心设置有钩取环2，基座3侧部设置有基座外螺纹，还包括锤击盖5，锤击盖5内部设置有容纳防护盖1及基座3的腔体，锤击盖5内侧下部设置有锤击盖螺纹55，锤击盖螺纹55与基座外螺纹相适配，锤击盖5可通过锤击盖螺纹55与基座旋紧，用于将定位警示装置锤击进围岩时受力，保护钩取环2和基座3不受到破坏。

为了保证警示效果，该装置还包括电源计量单元，电源计量单元分别与电源及报警器14相连，当电源电量低于电源计量单元中设定的一定阈值时，报警器发出警报，以便及时更换电源，以免影响该装置正常工作。

为了增强保护效果，防护盖1及锤击盖5的材质选择硬质金属，例如8407模具钢，且锤击盖5需耐敲击。实际地下工程布置基点时，锤击盖5可重复利用，一个锤击盖可配套用于安装多个定位警示装置。锤击盖可以选择外配的，也可以选择该定位警示装置本身具有的。

在安装该定位警示装置时，为了保护防护盖上的荧光警示层不被敲击损坏，因此不直接使用防护盖进行锤击操作，先给该装置旋上锤击盖，将该装置敲击锤入周围岩体中固定后，把锤击盖拧开去掉，再拧上防护盖，防护盖和锤击盖都与基座台螺纹适配，锤击盖仅在安装时需要，安装后即可拧取下来，且一个锤击盖可用以安装多个定位警示装置。锤击盖用于敲击定位警示装置锤入周围岩体中时保护钩取环2和基座3不受到破坏。防护盖用于安装定位警示装置后保护钩取环2，并通过荧光警示层与报警器共同发挥警示作用。

如图8，在地下洞室变形测试的选定位置(图8中为上下左右四个定位基点)，敲击锤击盖将本申请的定位警示装置82钉入地下洞室围岩81中。测量巷帮收敛变形时，将左右定位警示装置的防护盖拧开，将收敛测距仪83的挂钩钩在本申请的钩取环上，待调整好收敛测距仪83后进行读数，测量完毕后取下收敛测距仪83挂钩，将防护盖拧回定位警示装置的基座上。即完成单次巷帮收敛变形测量。

通过使用本发明的定位警示装置，能够保证更加顺利、高效地开展地下洞室围岩变形、基点错动等测量工作。