超前支护结构变形的监测装置的制作方法

本技术涉及对超前支护结构变形进行监测的，具体而言，涉及超前支护结构变形的监测装置。

背景技术：

1、隧道穿越软弱破碎围岩时，开挖扰动会引起较大的围岩变形。如果初期支护施做不及时，围岩变形可能超过其容许范围，严重时引起掌子面失稳、隧道塌方，造成重大经济损失。此时，需采用隧道超前支护措施来控制围岩的变形，从而达到保证隧道施工安全的目的。因此，在初期支护施工过程中，为保障支护服役性能、确保施工与行车安全，对超前支护垂直路面的竖向位移、变形量及变形压力进行监测十分重要。

2、传统多采用十字布点法对于支护位移、变形及压力的监测，不仅增加了大量的监测费用投入，而且较难实现实时监测。中国发明专利cn106123962a公开了一种用于巷道围岩变形监测的大变形托盘，该装置存在安装困难、无法监测位移与适用性不足等问题，表现在：监测装置呈棱柱状，在支护中难以开凿合适尺寸孔洞，可能导致装置与孔道固定不牢或孔道太小挤压破坏装置，引发装置失效，使用寿命降低；只能监测变形，无法对位移进行监测；只能监测围岩的变形，对于支护变形监测适用性不足。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供超前支护结构变形的监测装置，以解决现有技术中的监测装置存在的实用性差和使用不方便的技术问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供了超前支护结构变形的监测装置，技术方案如下：

3、超前支护结构变形的监测装置，包括监测组件和将监测组件安装于超前支护结构上的定位组件；其中，所述监测组件包括：支撑部，所述支撑部具有腔体；移动部，所述移动部可以沿腔体的轴向自由移动；变形部，所述变形部的一端与腔体连接，另一端与移动部连接；所述定位组件包括：孔体，所述孔体贯穿超前支护结构并伸入超前支护结构后方的围岩内；定位部，所述定位部将监测组件定位在定位部和超前支护结构之间；杆体，所述杆体穿过定位部和监测组件并插入孔体内。

4、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述支撑部呈圆筒形，所述移动部呈圆盘形。

5、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述支撑部的筒壁上开设有沿腔体轴向分布的窗口，在窗口上设有刻度。

6、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述监测组件还包括对移动部的移动进行导向的导向机构。

7、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述导向机构包括设于支撑部的筒壁上且沿腔体轴向分布的导轨以及设于移动部的外缘处且与导轨配合的槽口；所述导向机构为至少两个。

8、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述支撑部和移动部的中部设有供杆体穿过的通孔。

9、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述变形部包括间隔排列的弹簧。

10、作为本实用新型第一方面的进一步改进，在杆体的端部和孔体之间填充有锚固剂。

11、作为本实用新型第一方面的进一步改进，所述孔体为钻孔；所述杆体为锚索或锚杆；所述定位部为锚具或螺帽。

12、作为本实用新型第一方面的进一步改进，监测装置还包括对杆体的位移进行监测的全站仪。

13、本实用新型的超前支护结构变形的监测装置在使用时具有以下优点：

14、当对杆体施加预应力或围岩变形时，定位部将推动移动部沿着腔体滑移，从而推动变形部产生压缩变形，从而实现对超前支护结构变形的让压，让压变形量根据装置厚度的不同可以达到20～30cm，从而提高了杆体对超前支护结构大变形的适应力。

15、首先，移动部的滑移量扣除杆体施加预应力时的变形量后即可得出超前支护结构的实际变形量；其次，根据杆体的位移量减去超前支护结构的实际变形量即得到超前支护结构的位移量；然后，结合变形部的刚度系数可得出杆体的轴力大小，也即超前支护结构所受到的支护力的大小，从而实现了对超前支护结构的受力的监测。

16、可见，本实用新型的超前支护结构变形的监测装置的结构简单，便于安装和使用，能够同时对超前支护结构的变形量、位移量和受力进行监测，有效解决了现有技术中的监测装置存在的实用性差和使用不方便的技术问题，具有极强的实用性。

17、下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：包括监测组件(200)和将监测组件(200)安装于超前支护结构(110)上的定位组件；其中，

2.如权利要求1所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述支撑部(210)呈圆筒形，所述移动部(220)呈圆盘形。

3.如权利要求2所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述支撑部(210)的筒壁上开设有沿腔体轴向分布的窗口(260)，在窗口(260)上设有刻度。

4.如权利要求2所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述监测组件(200)还包括对移动部(220)的移动进行导向的导向机构。

5.如权利要求4所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述导向机构包括设于支撑部(210)的筒壁上且沿腔体轴向分布的导轨(240)以及设于移动部(220)的外缘处且与导轨(240)配合的槽口；所述导向机构为至少两个。

6.如权利要求2所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述支撑部(210)和移动部(220)的中部设有供杆体(330)穿过的通孔(250)。

7.如权利要求1所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述变形部(230)包括间隔排列的弹簧。

8.如权利要求1所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：在杆体(330)的端部和孔体(310)之间填充有锚固剂(340)。

9.如权利要求1所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：所述孔体(310)为钻孔；所述杆体(330)为锚索或锚杆；所述定位部(320)为锚具或螺帽。

10.如权利要求1所述的超前支护结构变形的监测装置，其特征在于：监测装置还包括对杆体(330)的位移进行监测的全站仪。

技术总结
本技术公开了超前支护结构变形的监测装置，包括监测组件和将监测组件安装于超前支护结构上的定位组件；其中，所述监测组件包括：支撑部，所述支撑部具有腔体；移动部，所述移动部可以沿腔体的轴向自由移动；变形部，所述变形部的一端与腔体连接，另一端与移动部连接；所述定位组件包括：孔体，所述孔体贯穿超前支护结构并伸入超前支护结构后方的围岩内；定位部，所述定位部将监测组件定位在定位部和超前支护结构之间；杆体，所述杆体穿过定位部和监测组件并插入孔体内。本技术的结构简单，便于安装和使用，能够同时对超前支护结构的变形量、位移量和受力进行监测，具有极强的实用性。

技术研发人员：刁国君,方世民,夏增银,何占江,梁世龙,何杰明,李明忠,张姜飞,赵太东,王世明,邓雄,王宇,李响,王宇峰,曾勇,曾梓越,秦张越
受保护的技术使用者：中铁隧道局集团路桥工程有限公司
技术研发日：20230116
技术公布日：2024/1/14