一种隧道变形监测装置及监测系统

1.本实用新型属于隧道监测技术领域，具体涉及一种隧道变形监测装置及监测系统。


背景技术：

2.目前隧道建设中，地质条件复杂，隧道的开挖破坏了岩体原始地应力的平衡状态，由隧道围岩本身的自稳及支护结构的支护，隧道围岩将重新达到一个新的平衡状态，但平衡的变化需要时间，期间，隧道的变化务必保证在建设要求最大限度之内。同时，隧道建成后，由于地质活动影响，不能完全保证隧道不会发生不良变形，需要及时对隧道进行保养和修整。为了确保隧道的变化不会破坏工程整体，不会影响正常的使用。需要进行隧道监控量测。
3.隧道监控量测是指在隧道施工过程中和建成投入使用后，使用各类型的工具，对隧道的围岩和支护衬砌变形受力状态的监测，从而达到以下目的：
4.(1)根据量测信息，预警险情，以便及时采取措施，避免事故。
5.(2)了解隧道围岩及支护变形发展趋势，对围岩稳定性作出判断，以安排合理的施工。
6.(3)检验施工预设计，调整支护参数和施工、修复方法，使设计、施工与后期处理更经济、合理。
7.(4)已有工程的量测结果可以直接应用到后续同类围岩中，也为其他类似工程积累参考资料。
8.但目前隧道安全检测技术手段、标准建设等方面仍处于探索阶段，主要使用的监测方法还是采用全站仪人工监测，全站仪的监测需要人工逐点监测，操作复杂、效率不高，且往往不能进行实时有效的监测，将现场状况实时的反馈出来，做不到实时发出警告。


技术实现要素：

9.本实用新型为了解决上述技术问题提供一种隧道变形监测装置及监测系统，不需要人工全天监测，操作简单，监测效率高，能够实时反馈。
10.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种隧道变形监测装置，包括：
11.用于安放在隧道内的安装架；
12.至少一个激光发射接收器，所述激光发射接收器滑动连接在所述安装架的顶端，所述激光发射接收器发射激光照射到隧道内壁上并接收反射回来的反射光。
13.本实用新型的隧道变形监测装置的有益效果是：(1)通过设计的激光发射接收器不断发射激光和接收发射光，可以保持一直测量，不需要人工过多的操作，无需消耗大量资源人力，节约了人力成本；
14.(2)由于激光发射接收器的保持工作能实时监控隧道的变形情况，能够及时发现隧道变形，能够有效避免事故的发生，减少经济、资源的损失。
15.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
16.进一步，所述安装架包括底架和弧形滑动架，所述弧形滑动架的底端与所述底架的顶端转动连接，所述激光发射接收器滑动连接在所述弧形滑动架上，沿所述弧形滑动架的弧形滑动。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：更好的调节激光发射接收器的位置，对隧道弧形顶的检测效果更好。
18.进一步，所述弧形滑动架上设有与所述激光发射接收器一一对应的滑动部件，所述激光发射接收器与对应所述滑动部件连接，所述激光发射接收器通过所述滑动部件滑动在所述弧形滑动架上。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：利于调整激光发射接收器的位置。
20.进一步，所述滑动部件包括滚轮和第一电机，所述弧形滑动架上设有滑槽，所述滚轮转动设在所述滑槽中，所述第一电机的输出端与所述滚轮传动连接，所述激光发射接收器固定连接在所述滚轮上，通过所述第一电机带动所述滚轮在所述滑槽中转动使得所述激光发射接收器移动。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：从而方便实现对激光发射接取器的位置的调整。
22.进一步，所述激光发射接收器上设有至少一个激光发射接收头，所述激光发射接收头伸出所述滚轮。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：检测更准确，能够检测的隧道的范围更广。
24.进一步，所述弧形滑动架的底端设有转动支架，所述转动支架的一端与所述弧形滑动架的底端固定连接，另一端与所述底架的顶端转动连接。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：能够利于弧形滑动架的转动，使得弧形滑动架转动更方便。
26.进一步，所述底架包括支撑座和固定底座，所述支撑座竖直设置，所述支撑座的下端与所述固定底座的顶端固定连接，所述转动支架的另一端与所述支撑座的上端转动连接。
27.采用上述进一步方案的有益效果是：安装固定牢固。
28.进一步，所述支撑座的上端设有用于驱动所述转动支架转动的第二电机，所述第二电机的输出端与所述转动支架的下端传动连接。
29.采用上述进一步方案的有益效果是：利于带动弧形滑动架转动，能够对隧道的侧壁和弧形顶全面检测，监测效果更好。
30.本实用新型还提供一种隧道变形监测系统，包括如上述的隧道变形监测装置。
31.进一步，还包括控制器、报警装置、通信模块和计时模块，所述控制器与所述报警装置、所述通信模块和所述计时模块电连接，所述计时模块与所述激光发射接收器电连接。
32.采用上述进一步方案的有益效果是：能够及时进行报警，对隧道变形进行高效的监测，减轻人工劳作强度。
附图说明
33.图1为本实用新型隧道变形监测装置的安装使用状态图；
34.图2为本实用新型隧道变形监测装置的正视图；
35.图3为本实用新型隧道变形监测装置的左视图。
36.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
37.1、隧道；2、激光发射接收器；3、安装架；4、弧形滑动架；5、激光发射接收头；6、滚轮；7、第一电机；8、转动支架；9、支撑座；10、第二电机；11、固定底座；12、转轴。
具体实施方式
38.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
39.实施例
40.如图1
‑
图3所示，本实施例提供一种隧道变形监测装置，包括：安装架 3和多个激光发射接收器2。
41.用于安放在隧道1内的安装架3。多个激光发射接收器2滑动连接在安装架3的顶端，多个激光发射接收器2发射激光照射到隧道1内壁上并接收反射回来的反射光。
42.其中，安装架3用于对激光发射接收器2支撑，安装架3能够安装在地面上。多个激光发射接收器2能够发射激光和接收反射回来的反射光。其中多个激光发射接收器2成散射状，发射激光，激光照射到隧道1的内壁上，经隧道1的内壁反射形成反射光，再被激光发射接收器2接收，通过激光传递的时间差值判断隧道1是否出现变形。其中激光发射接收器2为现有技术，在此不再过多赘述其结构和原理。
43.本实施例的技术方案的有益效果是，通过设计的多个激光发射接收器2 不断发射激光和接收发射光，可以保持一直测量，不需要人工过多的操作，无需消耗大量资源人力，节约了人力成本。由于激光发射接收器2的保持工作能实时监控隧道1的变形情况，能够及时发现隧道1变形，能够有效避免事故的发生，减少经济、资源的损失。
44.优选地，本实施例中，安装架3包括底架和弧形滑动架4，弧形滑动架 4的底端与底架的顶端转动连接，多个激光发射接收器2滑动连接在弧形滑动架4上，沿弧形滑动架4的弧形滑动。其中底架用于起到支撑作用，弧形滑动架4用于多个激光发射接收器2的滑动，由于弧形滑动架4的弧形设置，能够更好的适应隧道1顶端的弧形顶，从而更好的调节多个激光发射接收器 2的位置，对隧道1弧形顶的检测效果更好。其中，弧形滑动架4朝竖直上方弯曲。
45.优选地，本实施例中，弧形滑动架4上设有多个与多个激光发射接收器 2一一对应的滑动部件，多个激光发射接收器2与对应滑动部件连接，激光发射接收器2通过滑动部件滑动在弧形滑动架4上。通过设置的多个滑动部件，使得激光发射接收器2能够非常方便的在弧形滑动架4上滑动，利于调整激光发射接收器2的位置。其中，一个激光发射接收器2对应一个滑动部件。
46.优选地，本实施例中，滑动部件包括滚轮6和第一电机7，弧形滑动架 4上设有滑槽，滚轮6转动设在滑槽中，第一电机7的输出端与滚轮6传动连接，激光发射接收器2固定连接在滚轮6上，通过第一电机7带动滚轮6 在滑槽中转动使得激光发射接收器2移动。其中滚轮6在滑槽中转动时，实现位移，当滚轮6转动时，带动激光发射接收器2相对弧形滑动架4的滑动，从而方便实现对激光发射接取器的位置的调整。其中第一电机7为微型步进电机，能
够带动滚轮6缓慢转动，实现激光发射接收器2的缓慢移动。
47.优选地，本实施例中，激光发射接收器2上设有多个激光发射接收头5，多个激光发射接收头5伸出滚轮6。从而一个激光发射接收器2能够发出多个激光和接收多个反射光，检测更准确，能够检测的隧道1的范围更广。
48.优选地，本实施例中，弧形滑动架4的底端设有转动支架8，转动支架 8的一端与弧形滑动架4的底端固定连接，另一端与底架的顶端转动连接。通过设置的转动支架8能够对弧形滑动架4进行支撑，同时能够利于弧形滑动架4的转动，使得弧形滑动架4转动更方便。其中转动支架8成三角形，结构稳定性高。
49.优选地，本实施例中，底架包括支撑座9和固定底座11，支撑座9竖直设置，支撑座9的下端与固定底座11的顶端固定连接，转动支架8的另一端与支撑座9的上端转动连接。其中固定底座11用于与地面接触安装，固定底座11上设有固定螺栓，通过固定螺栓能够将固定底座11安装在地面上。其中支撑座9用于起到支撑作用，从而对弧形滑动架4支撑。
50.优选地，本实施例中，支撑座9的上端设有用于驱动转动支架8转动的第二电机10，第二电机10的输出端与转动支架8的下端通过转轴12传动连接。通过设置的第二电机10能够方便带动转动支架8转动，从而带动弧形滑动架4转动，使得监测范围更广，当弧形滑动架4转动到一定角度后，还可以调节激光发射接收器2的位置，能够对隧道1的侧壁和弧形顶全面检测，监测效果更好。
51.本实施例还提供一种隧道变形监测系统，包括如上述的隧道变形监测装置。
52.优选地，本实施例中，隧道变形监测系统还包括控制器、报警装置、通信模块和计时模块，控制器与报警装置、通信模块和计时模块电连接，计时模块与激光发射接收器2电连接。其中通信模块能够与终端进行信号传输连接，终端可为手机或电脑。通信模块可为蓝牙模块或wifi模块。其中控制器、报警装置、通信模块和计时模块均为现有技术，在此不再过多介绍。
53.通过设置的计时模块能够计算激光发射和接收到反射回来的反射光的时间，然后传输到控制器，通过预设在控制器中的阈值比较，判断是否出现变形，若时间与阈值不等即出现变形，控制器通过通信模块向终端发送数据信息，并控制报警装置发出警报。其中控制器为单片机，仅实现简单的数据对比判断，涉及的到电控等均为现有技术，在此不再过多赘述。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
55.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技
术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
58.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。