一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置，包括U型槽基座、固定支架、螺丝、应变感测光缆、温度补偿光缆。U型槽基座设置于裂缝两侧，其分为上U型槽基座、下U型槽基座；U型槽基座下方焊接有固定支架；固定支架通过钻孔、充填锚固剂与隧道衬砌连接在一起；上、下U型槽基座利用螺丝连接，并将应变感测光缆、温度补偿光缆固定在其U型槽内，通过监测两个U型槽基座之间应变感测光缆的变形进行衬砌裂缝的预警监测及变形发展监测，利用温度补偿光缆极大提高了监测精度。本实用新型能够对衬砌裂缝进行有效监测，具有裂缝病害预警功能，成本低、精度高、自动化程度高、可操作性强等优点，较大程度的弥补了传统裂缝监测传感器的不足。
【专利说明】
一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于隧道及地下工程病害监测领域，涉及一种监测装置，尤其涉及一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置。
【背景技术】
[0002]截至2014年底，我国修建的公路隧道有12404座，隧道单洞延米已达10756.7km。据不完全统计，我国建成10年以上的隧道中约80 %存在衬砌裂缝病害现象，而新建隧道中也普遍存在衬砌开裂现象。目前，衬砌裂缝作为隧道的主要病害形式而逐渐成为一大热点研究问题。隧道衬砌裂缝对于支护结构的耐久性、安全性等有不同程度的影响，从而造成隧道衬砌结构性能劣化。
[0003]目前，在隧道衬砌裂缝监测方面，传统方法主要采用采用振弦式测缝计进行监测，即首先将两个带螺纹的锚头用灌浆方法或用螺栓固定于裂缝的两侧，然后将测缝计连接在两锚头上，定期采集数据，即可获得裂缝在一定时间段内的宽度变化量。然而，传统方法存在以下不足:(I)振弦式测缝计受钢弦的机械性能、温度等因素的影响，其测量精度较低；
(2)振弦式测缝计单价较高，传统监测方法成本较高；(3)传统监测方法无法实现自动化监测，需耗费大量的人力。
[0004]因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种新型隧道衬砌裂缝监测装置显得尤为重要。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种能够对衬砌裂缝进行有效监测，同时具有裂缝病害预警功能，且具有成本低、精度高、自动化程度高以及可操作性强的隧道衬砌裂缝定点式监测装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述隧道衬砌裂缝定点式监测装置包括应变感测光缆、应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架;所述应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架均包括固定支架以及与固定支架相连的下U型槽基座;所述下U型槽基座上设置有U型槽;所述应变感测光缆共同设置在应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架的U型槽中。
[0007]作为优选，本实用新型所提供的隧道衬砌裂缝定点式监测装置还包括设置在U型槽中的温度补偿光缆。
[0008]作为优选，本实用新型所采用的U型槽是一个或多个。
[0009]作为优选，本实用新型所采用的U型槽是一个时，所述应变感测光缆以及温度补偿光缆共同并行设置在U型槽中；所述U型槽是多个时，所述应变感测光缆以及温度补偿光缆分别设置在不同的U型槽中。
[0010]作为优选，本实用新型所采用的U型槽的中心线与下U型槽基座的轴线呈锐角或直角。
[0011]作为优选，本实用新型所提供的隧道衬砌裂缝定点式监测装置还包括与下U型槽基座相连接的上U型槽基座。
[0012]作为优选，本实用新型所采用的上U型槽基座通过螺丝与下U型槽基座相连接。
[0013]作为优选，本实用新型所采用的应变感测光缆是金属基索状应变感测光缆，所述应变感测光缆的截面尺寸为Φ 5mm，重量为38kg/km，应变测试范围为-15000?+15000με。
[0014]作为优选，本实用新型所采用的温度补偿光缆是高强钢丝铠装温度感测光缆，所述温度补偿光缆的截面尺寸为Φ 12_，重量为60kg/km，工作温度范围为-40?+85°C。
[0015]本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0016]本实用新型通过监测两个U型槽基座之间应变感测光缆的变形进行衬砌裂缝的预警监测及变形发展监测，同时利用温度补偿光缆极大提高了监测精度。本实用新型不仅能够对衬砌裂缝进行有效监测，而且具有裂缝病害预警功能，且具有成本低、精度高、自动化程度高、可操作性强等优点，较大程度的弥补了传统裂缝监测传感器的不足，具有较高的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型所提供的监测装置的第一侧视结构示意图；
[0018]图2是本实用新型所提供的监测装置第二侧视结构示意图；
[0019]图3是本实用新型所提供的监测装置的使用状态参考示意图；
[0020]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0021 ] 1-υ型槽基座;2-固定支架;3-螺丝;4-应变感测光缆;5-温度补偿光缆；11-上U型槽基座;12-下U型槽基座。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明:
[0023]参见图3，本实用新型提供了一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置，隧道衬砌裂缝定点式监测装置包括应变感测光缆4、应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架;应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架均包括固定支架2以及与固定支架2相连的下U型槽基座12;下U型槽基座12上设置有U型槽;应变感测光缆4共同设置在应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架的U型槽中。本实用新型所提供的隧道衬砌裂缝定点式监测装置在使用时，应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架(U型槽基座I)分别设置于裂缝两侧，固定支架2通过钻孔、充填锚固剂与隧道衬砌连接在一起;在应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架上架设应变感测光缆4;通过监测应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架之间应变感测光缆4的变形进行衬砌裂缝的预警监测及变形发展监测。
[0024]固定支架2截面尺寸为Φ10mm，长度为12cm，其通过钻孔植入到隧道衬砌内，植入深度应大于1cm0
[0025]为了提高监测精度，本实用新型所提供的隧道衬砌裂缝定点式监测装置还包括设置在U型槽中的温度补偿光缆5。
[0026]其中，U型槽是一个或多个；当U型槽是一个时，应变感测光缆4以及温度补偿光缆5共同并行设置在U型槽中；当U型槽是多个时，应变感测光缆4以及温度补偿光缆5分别设置在不同的U型槽中。参见图1以及图2，本实用新型采用两个不同直径的U型槽分别固定应变感测光缆4以及温度补偿光缆5，其中，两个U型槽的直径分别是5_以及15_。
[0027]参见图1以及图2，本实用新型所采用的U型槽的中心线与下U型槽基座12的轴线呈锐角或直角，当呈锐角时，实际上就是在下U型槽基座12上设立独立的挂钩，将应变感测光缆4和/或温度补偿光缆5分别设立在该独立的挂钩中，实现监测的目的。当呈直角时，则最好需要上U型槽基座11能够与下U型槽基座12相互扣合致使应变感测光缆4以及温度补偿光缆5不被脱落。
[0028]不论是锐角还是直角，为了进一步保护应变感测光缆4以及温度补偿光缆5，本实用新型所提供的隧道衬砌裂缝定点式监测装置还包括与下U型槽基座12相连接的上U型槽基座11，上U型槽基座11通过螺丝3与下U型槽基座12相连接。
[0029]应变感测光缆4是金属基索状应变感测光缆，应变感测光缆4的截面尺寸为Φ5mm，重量为38kg/km，应变测试范围为-15000?+15000με。
[0030]温度补偿光缆5是高强钢丝铠装温度感测光缆，温度补偿光缆5的截面尺寸为Φ12mm，重量为60kg/km，工作温度范围为-40?+85 °C。
[0031]与现有技术相比，本实用新型通过监测两个U型槽基座之间应变感测光缆的变形进行衬砌裂缝的预警监测及变形发展监测，同时利用温度补偿光缆极大提高了监测精度。本实用新型不仅能够对衬砌裂缝进行有效监测，而且具有裂缝病害预警功能，且具有成本低、精度高、自动化程度高、可操作性强等优点，较大程度的弥补了传统裂缝监测传感器的不足，具有较高的经济效益和社会效益。
[0032]上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述隧道衬砌裂缝定点式监测装置包括应变感测光缆(4)、应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架;所述应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架均包括固定支架(2)以及与固定支架(2)相连的下U型槽基座(12);所述下U型槽基座(12)上设置有U型槽;所述应变感测光缆(4)共同设置在应变感测光缆第一支撑架以及应变感测光缆第二支撑架的U型槽中。2.根据权利要求1所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述隧道衬砌裂缝定点式监测装置还包括设置在U型槽中的温度补偿光缆(5)。3.根据权利要求2所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述U型槽是一个或多个。4.根据权利要求3所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述U型槽是一个时，所述应变感测光缆(4)以及温度补偿光缆(5)共同并行设置在U型槽中；所述U型槽是多个时，所述应变感测光缆(4)以及温度补偿光缆(5)分别设置在不同的U型槽中。5.根据权利要求1-4任一所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述U型槽的中心线与下U型槽基座(12)的轴线呈锐角或直角。6.根据权利要求5所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述隧道衬砌裂缝定点式监测装置还包括与下U型槽基座(12)相连接的上U型槽基座(11)。7.根据权利要求6所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述上U型槽基座(11)通过螺丝(3)与下U型槽基座(12)相连接。8.根据权利要求1所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述应变感测光缆(4)是金属基索状应变感测光缆，所述应变感测光缆(4)的截面尺寸为Φ 5mm，重量为38kg/km，应变测试范围为-15000?+15000με。9.根据权利要求2所述的隧道衬砌裂缝定点式监测装置，其特征在于:所述温度补偿光缆(5)是高强钢丝铠装温度感测光缆，所述温度补偿光缆(5)的截面尺寸为Φ 12mm，重量为60kg/km，工作温度范围为-40?+85 °C。
【文档编号】G01B21/32GK205607370SQ201620379944
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月1日
【发明人】薛晓辉, 郭永建, 张军, 宿钟鸣, 姚广
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科岩土工程有限公司