一种隧道结构变截面处监测预警仪的制作方法

本技术涉及隧道监测装置，尤其涉及一种隧道结构变截面处监测预警仪。

背景技术：

1、变截面交岔隧道主要采用y分岔的平面交岔方式或者正交、斜交的空间近接立体交叉方式，变截面交岔隧道的开挖及支护衬砌，结构受力复杂，相互影响大，在开挖方法的确定、交岔处岩土体的加固以及施工监控测量方面均有特殊的要求，因此，如何控制变截面交岔隧道围岩的大变形及破坏，确保隧道施工和运营阶段的安全性，对隧道的建设是非常有必要的，变截面交岔隧道处施工阶段和运营阶段往往是通过人工监测，很难及时预测隧道洞口处引起的地表沉降及发展过程，导致对于即将发生的结构损害不能及时的加固处理，传统的监测预警往往是单一的，不能系统的对隧道结构全寿命周期进行监测和预警。

2、根据专利号为cn210268549u的专利公开了一种新型隧道截面变形监测装置，包括光纤光栅倾角计、形变管体、光缆管体、解调仪、固定组件、光缆、数据处理机。以箱形截面为例，形变管体成转角状，并通过固定组件将其两端分别固定在隧道的侧壁和顶板表面，光纤光栅倾角计设置在形变管体的转角处；当隧道失稳，侧壁发生位移变化时，形变管体转角处发生相应角度变化，光纤光栅倾角计将监测到的角度变化参数通过光缆传送至解调仪，解调仪通过gprs将参数无线发送至数据处理机进行参数处理以进行实时监测。本实用新型解决了现有技术中的隧道截面变形监测不方便的问题，实现了无人化实时监测。

3、上述专利文件及其他公开的隧道变截面处监测装置中均存在以下问题：

4、1、现有的隧道变截面处监测装置大多只能对隧道部分结构进行检测，而装置都是安装在隧道上的，当隧道变截面处整体发生位移时监测装置很难发现。

5、2、现有的隧道变截面处监测装置只是对隧道各个容易产生位移的点进行监测，不仅提高了监测成本，而且不能对隧道变截面整体进行监测，安全隐患比较大。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种隧道结构变截面处监测预警仪。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种隧道结构变截面处监测预警仪，包括外框架，所述外框架的底部设有内框架，所述外框架的内侧和内框架的外侧阵列设有压力传感器，且外框架内侧的压力传感器与内框架外侧的压力传感器一一对应，所述压力传感器之间设有连接杆，且连接杆分别与压力传感器活动连接，所述内框架的表面开设有活动槽。

3、优选的，所述内框架的内侧设有齿轮条，所述内框架的表面设有安装板，且安装板与内框架活动连接，所述安装板的表面设有传动齿轮和ccd相机，且传动齿轮与齿轮条相互啮合，所述安装板的表面设有往复电机，且往复电机的输出端贯穿安装板，且往复电机的输出端与传动齿轮连接。

4、优选的，所述安装板的表面设有弧形块，且弧形块与活动槽活动连接。

5、优选的，所述外框架的内侧设有防护框架，所述防护框架内设有控制器，且控制器分别与压力传感器、往复电机电性连接，所述控制器的顶面设有数据处理器，且数据处理器分别与ccd相机、控制器电性连接。

6、优选的，所述外框架的背面均匀设有安装架，所述内框架的表面阵列开设有安装孔，且安装孔分别贯穿内框架。

7、优选的，所述外框架的顶面阵列设有太阳能板，且太阳能板分别与控制器、往复电机电性连接，所述外框架的顶面设有信号收发器，且信号收发器与控制器电性连接。

8、优选的，所述外框架的表面设有闪光灯和报警器，且闪光灯和报警器分别与控制器电性连接。

9、优选的，所述外框架的宽度大于内框架的宽度，所述外框架内侧弧面的中心点与内框架外侧弧面的中心点重合。

10、有益效果

11、本实用新型中，在外框架和内框架之间阵列设有压力传感器和连接杆，外框架是与隧道外部的山体进行连接的，而内框架是直接安装在隧道上，当隧道变截面整体发生位移时，压力传感器会监测到位移带来的力，这些设计可以对隧道变截面的整体进行监测，提高了监测效率。

12、本实用新型中，在内框架的内侧设有齿轮条，而齿轮条与安装板表面的传动齿轮相互啮合，内框架表面的安装板在往复电机的带动下沿着内框架的表面进行往复移动，使安装板表面的ccd相机可以对隧道变截面进行全方位的监测，不仅降低了监测成本，而且减少了安全隐患。

技术特征：

1.一种隧道结构变截面处监测预警仪，包括外框架(1)，其特征在于：所述外框架(1)的底部设有内框架(2)，所述外框架(1)的内侧和内框架(2)的外侧阵列设有压力传感器(7)，且外框架(1)内侧的压力传感器(7)与内框架(2)外侧的压力传感器(7)一一对应，所述压力传感器(7)之间设有连接杆(12)，且连接杆(12)分别与压力传感器(7)活动连接，所述内框架(2)的表面开设有活动槽(10)。

2.根据权利要求1所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述内框架(2)的内侧设有齿轮条(8)，所述内框架(2)的表面设有安装板(3)，且安装板(3)与内框架(2)活动连接，所述安装板(3)的表面设有传动齿轮(17)和ccd相机(18)，且传动齿轮(17)与齿轮条(8)相互啮合，所述安装板(3)的表面设有往复电机(16)，且往复电机(16)的输出端贯穿安装板(3)，且往复电机(16)的输出端与传动齿轮(17)连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述安装板(3)的表面设有弧形块(15)，且弧形块(15)与活动槽(10)活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述外框架(1)的内侧设有防护框架(4)，所述防护框架(4)内设有控制器(14)，且控制器(14)分别与压力传感器(7)、往复电机(16)电性连接，所述控制器(14)的顶面设有数据处理器(9)，且数据处理器(9)分别与ccd相机(18)、控制器(14)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述外框架(1)的背面均匀设有安装架(6)，所述内框架(2)的表面阵列开设有安装孔(11)，且安装孔(11)分别贯穿内框架(2)。

6.根据权利要求1所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述外框架(1)的顶面阵列设有太阳能板(5)，且太阳能板(5)分别与控制器(14)、往复电机(16)电性连接，所述外框架(1)的顶面设有信号收发器(13)，且信号收发器(13)与控制器(14)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述外框架(1)的表面设有闪光灯(19)和报警器(20)，且闪光灯(19)和报警器(20)分别与控制器(14)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种隧道结构变截面处监测预警仪，其特征在于：所述外框架(1)的宽度大于内框架(2)的宽度，所述外框架(1)内侧弧面的中心点与内框架(2)外侧弧面的中心点重合。

技术总结
本技术提供一种隧道结构变截面处监测预警仪，涉及隧道监测装置技术领域，包括外框架，外框架的底部设有内框架，外框架的内侧和内框架的外侧阵列设有压力传感器，外框架内侧的压力传感器与内框架外侧的压力传感器一一对应，压力传感器之间设有连接杆，连接杆分别与压力传感器活动连接，内框架的表面开设有活动槽，外框架是与隧道外部的山体进行连接的，而内框架是直接安装在隧道上，当隧道变截面整体发生位移时，压力传感器会监测到位移带来的力，这些设计可以对隧道变截面的整体进行监测，提高了监测效率。

技术研发人员：黄笔,孙邵岗,王凯,易绍林,兰锦,吴松,杜曾润,赵艳平,吴凯,刘云霞
受保护的技术使用者：云南省水利水电工程有限公司
技术研发日：20221115
技术公布日：2024/1/13