用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器及监测方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器，该监测设备主要包括前、后监测点固定装置；前点固定装置包括埋入土体金属硬杆、球形阀、电子智能测量仪，后点固定装置包括埋入土体金属硬杆、钢卷尺、球形阀以及定位销。同时本发明还公开了所述监测装置的监测方法。本发明公开的隧道开挖仰拱滑移监测的监测方法，解决了隧道仰拱滑移开裂无法精确测量问题。与以前的研究相比，更贴近工程实际应用，所得出的监测设备能得到较广的应用。
【专利说明】用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器及监测方法
【技术领域】
[0001] 本专利涉及边/仰坡监测【技术领域】，尤其是涉及到用于隧道仰坡土体滑移开裂监 测的监测仪器。
【背景技术】
[0002] 我国山岭分布面积广，在山岭地区修建地下隧道工程，施工中需要及时对仰坡的 滑移开裂情况进行观测以保证隧道工程的安全，防止仰坡滑移开裂造成灾害事故。我国已 开展了大量的基坑边坡、道路边坡监测工作，但由于隧道仰坡土体地质条件复杂以及植被 覆盖等原因，在仰坡发生土体滑移开裂时不容易被发现和预警；同时，国内外对于隧道仰坡 监测的仪器尚少。
【发明内容】
[0003] 本专利的目的是为实现对隧道仰坡土体滑移开裂进行监测，设计一种结构简单实 用的监测仪器，可用于隧道工程的仰坡土体滑移开裂的监测工作，及时掌握施工过程中仰 坡土体的变形规律，有利于实际隧道工程的安全施工。
[0004] 本发明的用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器，包括两部分：前点固定装 置、后点固定装置。
[0005] 所述前点固定装置，包括：依次连接固定的金属硬杆、球形阀、电子智能测量仪，所 述金属硬杆埋入土体，用于固定前点固定装置；所述球形阀，能够沿金属硬杆360度旋转， 可以保证两点之间在不同坡度下使用；所述电子智能测量仪，包括微型显示器和金属圆环， 用于在金属圆环受拉产生位移后显示两点之间的位移变化，通过记录前、后两点之间距离 的变化，即可得出两点之间土体发生开裂的位移值。
[0006] 所述后点固定装置，包括：金属硬杆、钢卷尺、球形阀；所述钢卷尺、球形阀依次固 定在金属硬杆上，所述金属硬杆埋入土体，用于固定后点固定装置；所述球形阀，能够沿金 属硬杆360度旋转，可以保证两点之间在不同坡度下使用；所述钢卷尺的尺条的端部设有 挂钩，该挂钩与电子智能测量仪的金属圆环相连，前、后两测点可以通过钢卷尺端部挂钩相 连后收紧尺条。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述后点固定装置的球形阀上还设有定位销，钢尺上 每隔10cm有一圆孔，可以使定位销穿过固定尺条。
[0008] 所述金属硬杆长度为1?3m，靠近金属硬杆顶部有球形阀，可以保证两点之间在 不同坡度下使用。
[0009] 本发明使用时前、后两个装置通过钢卷尺相连，在前点电子智能测量仪上读出数 据。
[0010] 本发明还提供了一种用于隧道仰坡滑移开裂监测的监测仪器的监测方法，包括以 下步骤：
[0011] A.在隧道仰拱地表沿着隧道轴线方向钻点位孔，尽可能保证两点之间连线与隧道 走向平行；将监测仪器的前、后固定装置的金属硬杆插入孔中，使用水泥砂浆将两点固定牢 固，便于数据测量。
[0012] B.前后固定装置固定好之后，将后点固定装置的钢卷尺的尺条拉开，拉起定位销， 将钢卷尺的端部挂钩与前点固定装置上的电子智能测量仪的端部圆环相连。
[0013] C.收紧钢卷尺的尺条，按下定位销，打开前点固定装置的电子智能测量仪，待数据 稳定后记录下初始读数。
[0014] D.通过记录不同时间下电子智能测量仪的读数，分析两点之间数据变化规律，即 可得出两点之间是否发生土体开裂滑移。
[0015] 本发明在监测设备前、后两点的布置需要在尽量平行于隧道走向方向埋设，前/ 后固定点的连线保证沿隧道走向方向布设；现场使用时前、后点固定装置应坚直深埋入监 测钻孔中并使用水泥砂浆固定。
[0016] 前点固定装置包括埋入土体金属硬杆、球形阀、电子智能测量仪，后点固定装置包 括埋入土体金属硬杆、钢卷尺、球形阀以及定位销；在测点布置完成后，将后点固定装置钢 卷尺与电子智能测量仪挂钩相连，两点之间拉紧后通过后紧固定位销，记下初始读数；通过 记录不同时间下电子智能测量仪读数来监测仰坡土体位移变化。
[0017] 前、后固定装置上有球形阀，可以使电子智能测量仪360度旋转并可以满足仰坡 的倾斜角度，便于根据仰坡地形进行自动调节，所测数据更加贴近实际。
[0018] 本发明的有益效果是：前、后固定装置上有球形阀，可以使电子智能测量仪360度 旋转并可以满足仰坡的倾斜角度，便于根据仰坡地形进行自动调节，所测数据更加贴近实 际；监测仪器，可以克服仰坡复杂地表情况用于仰坡土体滑移开裂的监测；本监测仪器分 为两部分，便于携带；仪器组装简单，便于操作；仪器能够精确测量仰坡土体滑移开裂等变 形情况，对隧道仰坡滑移开裂等灾害进行预警。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明后点固定装置尺条伸出时的结构示意图；
[0020] 图2是本发明后点固定装置尺条收回时的结构示意图；
[0021] 图3是本发明前点固定装置的结构示意图。
[0022] 其中1.第一金属杆；2.钢卷尺；3.尺条；4.定位销；5.第一可转动球形阀；6.端 部挂钩；7.第二金属杆；8.第二可转动球形阀；9电子智能测量仪；10.端部圆环。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
[0024] 图1?3中，一种用于隧道仰坡滑移开裂监测的监测仪器，包括两部分构成：前点 固定装置、后点固定装置；
[0025] 所述前点固定装置，包括：依次连接固定的第二金属杆7、第二可转动球形阀8、电 子智能测量仪9,所述第二金属杆7埋入土体，用于固定前点固定装置；所述第二可转动球 形阀8,能够沿第二金属杆7进行360度旋转，可以保证两点之间在不同坡度下使用；所述 电子智能测量仪9,包括微型显示器和端部圆环10,用于在端部圆环10受拉产生位移后显 示两点之间的位移变化，通过记录前、后两点之间距离的变化，即可得出两点之间土体发生 开裂的位移值。
[0026] 所述后点固定装置，包括：第一金属杆1、钢卷尺2、第一可转动球形阀5 ;所述钢卷 尺2、第一可转动球形阀5依次固定在第一金属杆1上，所述第一金属杆1埋入土体，用于 固定后点固定装置；所述第一可转动球形阀5,能够沿第一金属杆1进行360度旋转，可以 保证两点之间在不同坡度下使用；所述钢卷尺2的尺条3的端部设有端部挂钩6,该端部挂 钩6与电子智能测量仪9的端部圆环10相连，前、后两测点可以通过钢卷尺2的端部挂钩 6相连后收紧尺条3 ;所述第一可转动球形阀5上还设有定位销4,钢卷尺2上每隔10cm有 一圆孔，可以使定位销4穿过固定尺条3。
[0027] 一种用于隧道仰坡滑移开裂监测的监测仪器的监测方法，包括以下步骤：
[0028] A.在隧道仰拱地表沿着隧道轴线方向钻点位孔，两点之间连线与隧道走向平行； 将监测仪器的前、后固定装置的第二金属杆7、第一金属杆1插入孔中，使用适量水泥砂浆 将两点固定牢固，便于数据测量。
[0029] B.前后固定装置固定好之后，将后点固定装置的钢卷尺2的尺条3拉开，拉起定 位销4,将钢卷尺2的端部挂钩6与前点固定装置上的电子智能测量仪9的端部圆环10相 连。
[0030] C.收紧钢卷尺2的尺条3,按下定位销4,打开前点固定装置的电子智能测量仪9， 待数据稳定后记录下初始读数。
[0031] D.通过记录不同时间下电子智能测量仪9的读数，分析两点之间数据变化规律， 即可得出两点之间是否发生土体开裂滑移。
[0032] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1. 用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器，其特征是，包括两部分：前点固定装 置、后点固定装置； 所述前点固定装置，包括：依次连接固定的金属硬杆、球形阀、电子智能测量仪，所述金 属硬杆埋入土体，用于固定前点固定装置；所述球形阀，能够沿金属硬杆360度旋转，保证 两点之前在不同坡度下使用；所述电子智能测量仪，包括微型显示器和金属圆环，用于在金 属圆环受拉产生位移后显示两点之前的位移变化，通过记录前、后两点之间距离的变化，得 出两点之前土体发生开裂的位移值； 所述后点固定装置，包括：金属硬杆、钢卷尺、球形阀；所述钢卷尺、球形阀依次固定在 金属硬杆上，所述金属硬杆埋入土体，用于固定后点固定装置；所述球形阀，能够沿金属硬 杆360度旋转，保证两点之前在不同坡度下使用；所述钢卷尺的尺条的端部设有挂钩，该挂 钩与电子智能测量仪的金属圆环相连，前、后两测点通过钢卷尺端部挂钩相连后收紧尺条。
2. 如权利要求1所述的用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器，其特征是，所述 后点固定装置的球形阀上还设有定位销，钢尺上每隔l〇cm有一圆孔，定位销穿过固定尺 条。
3. 如权利要求1所述的用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器，其特征是，所述 金属硬杆长度为1?3m。
4. 一种利用权利要求2所述的用于隧道仰坡土体滑移开裂监测的监测仪器的监测方 法，其特征是，包括以下步骤： A. 在隧道仰拱地表沿着隧道轴线方向钻点位孔，两点之间连线与隧道走向平行；将监 测仪器的前、后固定装置的金属硬杆插入孔中，使用水泥砂浆将两点固定牢固，便于数据测 量； B. 前后固定装置固定好之后，将后点固定装置的钢卷尺的尺条拉开，拉起定位销，将钢 卷尺的端部挂钩与前点固定装置上的电子智能测量仪的端部圆环相连； C. 收紧钢卷尺的尺条，按下定位销，打开前点固定装置的电子智能测量仪，待数据稳定 后记录下初始读数； D. 通过记录不同时间下电子智能测量仪的读数，分析两点之间数据变化规律，即得出 两点之前是否发生土体开裂滑移。
【文档编号】G01B7/02GK104154850SQ201410377471
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】杨为民, 孙超群, 林鹏, 许振浩, 李术才, 李利平, 郭明, 张骞, 王健华 申请人:山东大学