技术方案的连续测量洞室围岩变形的装置测量围岩大应变的方法，该方法包括如下步骤:
[0055]S1、沿围岩应变的测量方向在围岩上开设安装孔；
[0056]S2、根据检测方向上的长度组装相应数量的位移计；
[0057]S3、将组装完毕的连续测量洞室围岩变形的装置装入安装孔；
[0058]S4、向安装孔内灌入水泥浆液，水泥浆液硬化后将所述位移感应机构与围岩结合成一体。
[0059]单支光纤光栅位移计组装时，如图1-图11所示，图1所示为本实用新型连续测量洞室围岩变形装置单支光纤光栅位移计组装示意图。其中光缆3、固定杆5、位移感应器6、弹簧管7、Φ7的不锈钢测杆8为光纤光栅位移计(量程25_，精度0.3% F.S)出厂组成元件。该装置的第一法兰I包括第一凹槽10、第一螺孔11、第二凹槽12、第一中心通孔13。第二法兰2包括第一凹槽10、第一螺孔11、第二凹槽12、第二中心通孔14。两个法兰起连接固定作用，第一法兰I通过第一连接杆4与位移感应器6尾端相连，第二法兰2通过第二连接杆9与Φ7的不锈钢测杆8连接。法兰上有三个第一凹槽10，便于多支光纤光栅位移计组装后光缆3从中穿过。多支光纤光栅位移计组装时，把相邻第一法兰I与第二法兰2的第一螺孔相对应，其中两个螺孔拧入螺丝固定相邻的法兰，另外一个孔用于穿过钢丝固定位移计组。第一连接杆4两端为M6螺丝，第二连接杆9两端为M5螺丝。
[0060]图12所示为本实用新型连续测量洞室围岩变形装置位移计串组装示意图。为达到连续测量不同深度围岩变形的目的，结合工程实际每个围岩钻孔可安装埋设20-30支光纤光栅位移计。每支光纤光栅位移计预拉后法兰间距取500mm-1000mm，采用本实用新型装置可连续测量15-30m深度的围岩变形。为保证仪器测量精度，每个位移计组串联六支光纤光栅位移计的光缆，在本实例说明中单支光纤光栅位移计组装预拉5_后两个法兰间距500_，法兰间的光缆总长度为400_。首先将六支光纤光栅位移计的光缆连接，然后分别组装单支位移计上的第一连接杆4、第二连接杆9，将连接好的位移计组水平摆放成一条直线。采用第一防护管15和第二防护管16做保护管，防止灌浆时仪器遭到破坏，同时隔离光纤光栅位移计活动部位和水泥浆液。单支光纤光栅位移计外套有2根150mm长第一防护管15和一根300mm长第二防护管。在距第一防护管15 —端6mm的圆弧上等间距打三个孔，孔径4mm ;在距第二防护管16两端分别为25mm处等间距打三个孔，孔径4mm。先将两根第一防护管16(未打孔端相邻)从位移计组底端穿入，使各自开孔端位于位移计组底端第一支位移计的两端，然后将第二防护管16从位移计组底端穿入，使其位于两根第一防护管16中间位置。分别安装第一法兰I和第二法兰2，将两根第一防护管15开孔端各自套入第一法兰I和第二法兰2的小圆柱体上，开孔处与法兰上的三个第二凹槽12相对应，用M4螺丝将第一防护管15固定。保持第二防护管16靠近第一法兰I 一端距离为100mm，在开孔处拧入自攻螺丝17进行固定。将光纤光栅位移计预拉5_，预拉后第一法兰I与第二法兰2两端间距为500mm，然后依次在第二防护管16靠近第二法兰2 —端的PVC-U管开孔处拧入自攻螺丝17进行固定。按顺序组装剩余五支光纤光栅位移计的保护管，在组装时将PVC-U管从位移计组顶端穿入，先穿第一防护管15后穿第二防护管16。用胶带缠住不同型号PVC-U管的接触位置，防止灌浆时水泥进入管内。拧入M4螺丝将每组第六支位移计的第二法兰2与下一组第一支位移计第一法兰I固定连接(光缆不连接)，使同一安装孔的不同位移计组组装成串，即完成本实用新型装置组装。由于多组光纤光栅位移计组装后重量较大，为进一步固定装置，用扎带绑扎固定在钢丝18上，钢丝18依次穿过法兰大圆柱体上的M4孔11并打结。为便于后期监测，每串位移计组的光缆需要引出至厂顶观测锚固洞。每个位移计组的光缆均从保护管中穿过，光缆经过法兰时陷入第一凹槽10中。采用便携式解调仪进行观测，可以实现电测，较为方便。
[0061]使用本实用新型时，将光纤光栅位移计装置组装完成后送入预先钻好的围岩钻孔中，然后进行水泥浆液回填灌浆，使装置法兰通过水泥浆液同洞室围岩紧密结合。通过该装置可以监测得到每两个法兰间的位移，累加成串的位移计测值即可得到全孔深不同深度位置的围岩变形。根据装置的监测结果，可以准确确定地下洞室围岩的松动圈。
[0062]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于， 包括顺次连接的位移计； 所述位移计包括通过信号传输机构连接的位移感应机构和信号转换机构； 所述位移感应机构将其安装位置的围岩的位移量转变为可通过信号传输机构输送的信号; 所述信号转换机构包括显示屏，所述信号转换机构将来自信号传输机构的信号转变为可读的信息。
2.根据权利要求1所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于，所述位移计为光纤光栅位移计，所述信号传输机构为光缆，所述光缆沿着所述连续测量洞室围岩变形的装置的轴向设置。
3.根据权利要求2所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于，所述光纤光栅位移计为带温度补偿的光纤光栅位移计，所述信号转换机构为调制解调仪。
4.根据权利要求3所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于，所述位移感应机构包括依次连接的第一法兰、第一连接杆、位移传感器、弹簧管、第二连接杆和第二法兰；所述第一法兰与所述第二法兰连接，所述光缆依次连接所述位移感应器。
5.根据权利要求4所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于，所述弹簧管与所述第二连接杆之间通过不锈钢测杆连接。
6.根据权利要求5所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于， 位于同一光纤光栅位移计两端的第一法兰和第二法兰之间套设有防护管，用以将灌入安装孔的浆液隔离在所述光纤光栅位移计的外部； 所述防护管包括第一防护管和第二防护管，所述第一防护管的数量为两个，所述第二防护管的数量为一个，所述第一法兰和所述第二法兰均为圆柱凸台，其中一个所述第一防护管的一端气密地固定在所述第一法兰的半径较小的圆柱面上，另外一个防护管的一端气密地固定在所述第二法兰半径较小的圆柱面上，两所述第一防护管的另一端均气密地固定在第二防护管的内壁上。
7.根据权利要求6所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于， 还包括钢丝； 所述第一法兰和所述第二法兰上均设有供所述钢丝穿过的钢丝通过孔，所述钢丝沿所述测量围岩大应变的轴向依次穿过所述钢丝通过孔； 所述钢丝打结成若干结点，所述结点包括第一法兰结点、第二法兰结点和中间结点，所述第一法兰结点的数量和所述第二法兰结点的数量均为两个； 两个所述第一法兰结点设置在所述连续测量洞室围岩变形的装置的一端的第一法兰的两侧，并且将设置在该端的第一法兰固定在两个所述第一法兰结点之间； 两个所述第二法兰结点设置在所述连续测量洞室围岩变形的装置的另一端的第二法兰的两侧，并且将设置在该端的第二法兰固定在两个所述第二法兰结点之间； 所述中间结点设置在配合连接的第一法兰和第二法兰的两侧，并且将配合连接的第一法兰和第二法兰卡在两相邻的中间结点之间。
8.根据权利要求7所述的连续测量洞室围岩变形的装置，其特征在于，位于安装孔底端的光缆弯成圆环状，并且在呈圆环状的光缆外部套设有软管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种连续测量洞室围岩变形的装置，包括顺次连接的位移计；所述位移计包括通过信号传输机构连接的位移感应机构和信号转换机构；所述位移感应机构将其安装位置的围岩的位移量转变为可通过信号传输机构输送的信号；所述信号转换机构包括显示屏，所述信号转换机构将来自信号传输机构的信号转变为可读的信息。本实用新型的有益效果为：解决了多点位移计和收敛计无法连续测得围岩不同深度变形的问题，并且采用带温度补偿的光纤光纤位移计可避免温度影响。通过将不同光纤光栅位移计组连接成串，可连续测得地下洞室围岩不同深度的变形情况。该装置操作简单，经济实用，具有很好的应用前景。
【IPC分类】G01B11-16
【公开号】CN204594425
【申请号】CN201520077226
【发明人】任大春, 樊义林, 王万顺, 李秀文, 汤国强, 段杭, 上官瑾, 于胜利, 柯传芳, 孙建会, 姜龙, 许源
【申请人】中国长江三峡集团公司, 北京中水科工程总公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年2月3日