基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，包括兩端均設(shè)有螺紋結(jié)構(gòu)的預(yù)埋桿件，以螺紋方式連接于該預(yù)埋桿件埋入端的膨脹緊固件，以及連接于所述預(yù)埋桿件另一端的懸掛部件；所述懸掛部件包括接頭、三角形拉環(huán)及扣于該三角形拉環(huán)外側(cè)的保護(hù)套；所述接頭的一端與預(yù)埋桿件非埋入端以螺紋方式連接，其另一端與三角形拉環(huán)的底邊固定連接；所述保護(hù)套包括與三角形拉環(huán)形狀匹配的前擋片和后擋片，以及將兩擋片固定且與三角形拉環(huán)頂角形狀匹配的擋角。本實(shí)用新型的測(cè)點(diǎn)埋設(shè)方便、緊固效果好，能夠有效避免因初期支護(hù)、工作面開挖等施工作業(yè)對(duì)測(cè)點(diǎn)造成的污染和損壞，確保水準(zhǔn)儀測(cè)試獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
【專利說明】
基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地下工程監(jiān)控量測(cè)裝置，具體地說，是涉及一種基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道、隧洞、山嶺洞庫等地下工程，由于其施工的隱蔽性、地質(zhì)的復(fù)雜性、施工的多樣性和環(huán)境的多變性，造成施工難度大，極易發(fā)生掉塊和坍塌等安全事故，不僅嚴(yán)重地影響了工程施工進(jìn)度，還極大地威脅著施工人員的生命安全。監(jiān)控量測(cè)是指在地下工程施工過程中對(duì)圍巖、地表、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和穩(wěn)定狀態(tài)，以及周邊環(huán)境動(dòng)態(tài)進(jìn)行的經(jīng)常性觀察和量測(cè)工作。通過監(jiān)控量測(cè)可以了解和掌握圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的可靠程度，確保施工安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，為施工中變更圍巖級(jí)別、調(diào)整初期支護(hù)和二次襯砌參數(shù)、指導(dǎo)施工順序、修正及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，對(duì)地下工程施工的安全監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。
[0003]隧道拱頂沉降測(cè)量是地下工程監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容之一，其測(cè)量裝置主要有水準(zhǔn)儀、收斂計(jì)、全站儀等，然而，無論采用哪種測(cè)量裝置都需要埋設(shè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)一般在隧道開挖后埋設(shè)，為盡早獲得圍巖開挖初始階段的變形動(dòng)態(tài)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)緊靠工作面快速埋設(shè)。采用水準(zhǔn)儀法檢測(cè)地下工程的拱頂沉降，需要在測(cè)點(diǎn)上設(shè)置用于懸掛測(cè)量尺的掛鉤，傳統(tǒng)的做法是在螺紋鋼筋的一端焊接三角形掛鉤，用以懸掛測(cè)量尺。
[0004]上述測(cè)點(diǎn)埋設(shè)過程中存在幾點(diǎn)不足:
[0005]1.鋼筋深入圍巖層后，容易因圍巖松動(dòng)而造成壞點(diǎn)，直接影響測(cè)試結(jié)果及延續(xù)性；
[0006]2.初期支護(hù)、工作面開挖等施工會(huì)對(duì)三角形掛鉤造成一定污染和損壞，無法保證測(cè)量尺在測(cè)點(diǎn)上的有效懸掛，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；
[0007]3.三角掛鉤焊接在螺紋鋼筋上，損壞后無法更換，導(dǎo)致該測(cè)點(diǎn)無法持續(xù)測(cè)試；
[0008]4.初期支護(hù)施工一旦完成，增設(shè)監(jiān)控測(cè)點(diǎn)的實(shí)施難度極大，因此，無法根據(jù)安全施工的需要來臨時(shí)調(diào)整測(cè)量位置，靈活性很低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降測(cè)量裝置，測(cè)點(diǎn)埋設(shè)方便、緊固效果好，而且能夠防止初期支護(hù)、工作面開挖等施工作業(yè)對(duì)測(cè)量部件造成的污染和損壞，確保測(cè)量獲得有效數(shù)據(jù)。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0011]基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，包括兩端均設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)的預(yù)埋桿件，以螺紋方式連接于該預(yù)埋桿件埋入端的膨脹緊固件，以及連接于所述預(yù)埋桿件另一端的懸掛部件，和懸掛于該懸掛部件上的測(cè)量尺;所述膨脹緊固件包括管狀連接件，等間距分布在該管狀連接件圓周上的推進(jìn)片，以及分布在該管狀連接件和推進(jìn)片外壁上的凸起導(dǎo)向件;所述懸掛部件包括接頭、三角形拉環(huán)以及扣于該三角形拉環(huán)外側(cè)的保護(hù)套;所述接頭的一端與所述預(yù)埋桿件的非埋入端以螺紋方式連接，其另一端與所述三角形拉環(huán)的底邊固定連接;所述保護(hù)套包括與所述三角形拉環(huán)形狀匹配的前擋片和后擋片，以及將兩個(gè)擋片固定且與所述三角形拉環(huán)的頂角形狀相匹配的擋角，所述前擋片和后擋片與所述擋角相對(duì)的底邊上分別設(shè)置有用于鎖緊三角形拉環(huán)底邊的前卡扣和后卡扣。
[0012]進(jìn)一步地，所述推進(jìn)片呈內(nèi)牙型結(jié)構(gòu)，且至少包括三個(gè)，每個(gè)推進(jìn)片的尖端向外擴(kuò)張。優(yōu)選地，所述推進(jìn)片與所述管狀連接件之間的夾角為10°?15°。
[0013]再進(jìn)一步地，所述三角形拉環(huán)為閉合的等邊三角形結(jié)構(gòu)，所述接頭固定在三角形拉環(huán)底邊的中心位置。
[0014]再進(jìn)一步地，所述前擋片與后擋片以擋角為支撐點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)O?60°開合。
[0015]更進(jìn)一步地，所述前卡扣和后卡扣錯(cuò)位設(shè)置，均為弧形結(jié)構(gòu)，且至少包括兩組。
[0016]更進(jìn)一步地，所述保護(hù)套還包括設(shè)置在擋角頂部的圓環(huán)。
[0017]優(yōu)選地，所述接頭與預(yù)埋桿件連接的一端設(shè)置有螺孔，且螺孔內(nèi)壁的螺紋與預(yù)埋桿件非埋入端的螺紋匹配。
[0018]優(yōu)選地，所述預(yù)埋桿件長度為300?500mm，其埋入端螺紋長度為50mm，非埋入端螺紋長度為10mm。
[0019]優(yōu)選地，所述膨脹緊固件為內(nèi)牙型膨脹錨栓。
[0020]優(yōu)選地，所述預(yù)埋桿件、膨脹緊固件、接頭以及三角形拉環(huán)均由鍍鋅鋼材制作。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0022](I)本實(shí)用新型中膨脹緊固件和預(yù)埋桿件插入圍巖層后，利用膨脹緊固件的作用，使預(yù)埋桿件緊固效果十分穩(wěn)定，受圍巖層松動(dòng)的影響幾乎可以忽略不計(jì)，大大提高了長期測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性。懸掛部件以螺紋方式連接在預(yù)埋桿件的非埋入端，裝卸十分方便，更可以針對(duì)不同的圍巖情況隨時(shí)更換測(cè)量部件，甚至更換測(cè)點(diǎn)，具有很高的靈活性。而三角形拉環(huán)外側(cè)設(shè)置的保護(hù)套，能夠有效防止初期支護(hù)、工作面開挖等施工作業(yè)對(duì)三角形拉環(huán)可能造成的污染和破壞，減小測(cè)量過程部件的維護(hù)和更換頻率，節(jié)省人力物力，降低運(yùn)營成本。
[0023](2)本實(shí)用新型中各個(gè)組件均采用螺紋方式進(jìn)行活動(dòng)連接，一旦組件損壞或被污染，均可以直接快速地進(jìn)行更換，而且因更換部件帶來的誤差小，可忽略不計(jì)，確保了測(cè)試工作的長時(shí)間連續(xù)進(jìn)行;未損壞的測(cè)量部件則可以再次使用，有效降低了測(cè)量運(yùn)營成本。
[0024](3)本實(shí)用新型中三角形拉環(huán)選擇閉合的等邊三角形結(jié)構(gòu)，測(cè)點(diǎn)不僅受力均勻，而且牢固不變形;所述接頭設(shè)置在底邊的中心位置，能夠有效保證同一基線上兩測(cè)點(diǎn)的固定方向在同一斷面及水平線上，最大程度地減小了測(cè)點(diǎn)之間的安裝誤差。
[0025](4)本實(shí)用新型中前擋片和后擋片可以擋角為支撐點(diǎn)實(shí)現(xiàn)O?60°的開合，安裝保護(hù)套時(shí)，只需將前擋片和后擋片分開，套于三角形拉環(huán)外側(cè)，再將前卡扣和后卡扣卡接于三角形拉環(huán)的底邊即可完成安裝;反之，拆卸保護(hù)套時(shí)，只需松開前卡扣和后卡扣，向下拉動(dòng)擋角頂部的圓環(huán)即可完成拆卸。整個(gè)裝卸過程無需使用輔助工具，簡(jiǎn)單方便，無技術(shù)要求，普通工人即可完成，非常適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。雙卡扣的對(duì)稱設(shè)計(jì)保證了保護(hù)套與三角形拉環(huán)之間緊固位置的全面性和緊固受力的均勻性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，緊固效果得到了明顯提升。
[0026](5)本實(shí)用新型中預(yù)埋桿件長度為300?500mm，配合膨脹緊固件可以深埋于圍巖松動(dòng)圈，且其埋入端的螺紋長度為50mm，能夠在埋設(shè)過程中促使內(nèi)牙型膨脹緊固件充分張開，從而牢牢緊固于圍巖層中，如此，在初期支護(hù)完成后，即使遇到圍巖松動(dòng)甚至大變形，也可以保證預(yù)埋桿件的穩(wěn)定性，不僅確保了后期測(cè)量的準(zhǔn)確性，而且為監(jiān)測(cè)過程中測(cè)點(diǎn)的選擇提供了廣闊的空間。
[0027](6)本實(shí)用新型中膨脹緊固件由多個(gè)內(nèi)牙型推進(jìn)片組成，抓扣能力強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生空轉(zhuǎn)，可充分滿足隧道圍巖打孔要求，而且施工簡(jiǎn)單，不需要專業(yè)施工技巧，易于推廣應(yīng)用。
[0028](7)本實(shí)用新型中各零部件均采用鍍鋅鋼材制作，具有良好的防潮、抗腐蝕、抗拉、抗彎、抗折的特性，可適用于各種隧道的拱頂沉降量測(cè)，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型中預(yù)埋桿件、膨脹緊固件和懸掛部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本實(shí)用新型中膨脹緊固件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為本實(shí)用新型中三角形拉環(huán)與接頭的裝配示意圖。
[0032]圖4為本實(shí)用新型中保護(hù)套的示意圖。
[0033]附圖中的部分零部件名稱為:
[0034]1-預(yù)埋桿件，2-膨脹緊固件，21-管狀連接件，22-推進(jìn)片，23-凸起導(dǎo)向件，31-接頭，32-三角形拉環(huán)，33-保護(hù)套，311-螺孔，331-前擋片，332-后擋片，333-擋角，334-前卡扣，335-后卡扣，336-圓環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0036]如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型公開的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，包括預(yù)埋桿件1、膨脹緊固件2、懸掛部件和測(cè)量尺。預(yù)埋桿件I的兩端均設(shè)置有外螺紋，膨脹緊固件2和懸掛部件的內(nèi)壁上均設(shè)置有內(nèi)螺紋，兩者分別通過螺紋連接在預(yù)埋桿件I的兩端。
[0037]在本實(shí)施例中，所述膨脹緊固件2包括管狀連接件21，等間距分布在管狀連接件21圓周上的推進(jìn)片22，以及分布在管狀連接件21和推進(jìn)片22外壁的凸起導(dǎo)向件23。其中，管狀連接件21的圓周上均勻分布有三個(gè)推進(jìn)片22，整體呈錐形結(jié)構(gòu)，前端細(xì)、尖，能夠最大程度地減小埋入過程中推進(jìn)片22受到的阻力，降低埋入難度，從而節(jié)省人力物力。而三個(gè)推進(jìn)片22與管狀連接件21的前端之間具有10°?15°的夾角關(guān)系，呈擴(kuò)口狀，如此又可以在推進(jìn)片脹開后最大程度地增大推進(jìn)片22與圍巖層的接觸面積，使推進(jìn)片多方位、多角度地緊扣于圍巖層中，保證緊固效果。而設(shè)置在管狀連接件21和推進(jìn)片22外壁上的凸起導(dǎo)向件23由于前端低、后端高，在推進(jìn)片膨脹之后，能夠在推進(jìn)片向圍巖層外部滑動(dòng)時(shí)提供阻力，阻止推進(jìn)片從圍巖層中脫落，進(jìn)一步強(qiáng)化了推進(jìn)片在為巖層中的緊固效果。
[0038]所述懸掛部件包括接頭31、三角形拉環(huán)32以及扣于該三角形拉環(huán)外側(cè)的保護(hù)套33;接頭31的一端設(shè)置有螺孔311，通過該螺孔與預(yù)埋桿件I以螺紋方式連接，其另一端焊接在三角形拉環(huán)32的底邊中部;保護(hù)套33包括形狀及大小均與三角形拉環(huán)32相匹配的前擋片331和后擋片332，兩擋片通過擋角333連接，而且能夠以擋角333為支點(diǎn)，利用其本身的彈性形變，實(shí)現(xiàn)O?60°開合;兩擋片的底邊上還設(shè)置有用于鎖緊三角形拉環(huán)32底邊的前卡扣334和后卡扣335。
[0039]為了提高穩(wěn)定性，確保測(cè)點(diǎn)牢固不變形，保證同一基線兩測(cè)點(diǎn)的固定方向在同一斷面及水平線上，本實(shí)施例中將三角形拉環(huán)32設(shè)計(jì)成閉合的等邊三角形結(jié)構(gòu)，利用三角形的穩(wěn)定性來確保測(cè)點(diǎn)在使用過程中不發(fā)生變形。同時(shí)，將三角形拉環(huán)32、前擋片331、后擋片332、擋角333的邊角均作倒圓處理，以減小與其他部件之間的摩擦，降低部件損壞幾率。
[0040]本實(shí)施例中，兩擋片的底邊均設(shè)置有兩組對(duì)稱的弧形卡扣，而且前卡扣334和后卡扣335錯(cuò)位設(shè)置在三角形拉環(huán)底邊的兩側(cè)，三角形拉環(huán)32套入保護(hù)套33內(nèi)后，弧形卡扣從兩個(gè)方向、兩個(gè)位置對(duì)三角形拉環(huán)32的底邊進(jìn)行緊固，防止保護(hù)套33發(fā)生脫落。擋角333的頂部設(shè)置有圓環(huán)336，拆卸時(shí)，先將前卡扣和后卡扣松開，然后向下動(dòng)圓環(huán)336，即可完成保護(hù)套33的拆卸，十分方便。
[0041]本實(shí)用新型中預(yù)埋桿件1、膨脹緊固件2、接頭31以及三角形拉環(huán)32均由鍍鋅鋼材制作，具有良好的防潮、抗腐蝕、抗拉、抗彎、抗折特性，可適用于各種隧道的拱頂沉降量測(cè)。
[0042]本實(shí)用新型在隧道開挖后進(jìn)行膨脹緊固件和預(yù)埋桿件的埋設(shè)，埋設(shè)后膨脹緊固件緊扣于圍巖層中，然后直接將懸掛部件以螺紋方式快速連接在預(yù)埋桿件的非埋入端，拆除保護(hù)套后，將測(cè)量尺懸掛在三角形拉環(huán)的頂角上，即可開始測(cè)量工作。如果測(cè)試過程中三角形拉環(huán)損壞，可以松動(dòng)接頭，更換新的三角形拉環(huán)，以保證測(cè)試工作的持續(xù)進(jìn)行。
[0043]上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，包括兩端均設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)的預(yù)埋桿件(1)，以螺紋方式連接于該預(yù)埋桿件(I)埋入端的膨脹緊固件(2)，以及連接于所述預(yù)埋桿件另一端的懸掛部件，和懸掛于該懸掛部件上的測(cè)量尺;所述懸掛部件包括接頭(31)、三角形拉環(huán)(32)以及扣于該三角形拉環(huán)外側(cè)的保護(hù)套(33);所述接頭(31)的一端與所述預(yù)埋桿件(I)的非埋入端以螺紋方式連接，其另一端與所述三角形拉環(huán)(32)的底邊固定連接;所述保護(hù)套(33)包括與所述三角形拉環(huán)(32)形狀匹配的前擋片(331)和后擋片(332)，以及將兩個(gè)擋片固定且與所述三角形拉環(huán)(32)的頂角形狀相匹配的擋角(333)，所述前擋片(331)和后擋片(332)與所述擋角(333)相對(duì)的底邊上分別設(shè)置有用于鎖緊三角形拉環(huán)(32)底邊的前卡扣(334)和后卡扣(335)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述三角形拉環(huán)(32)為閉合的等邊三角形結(jié)構(gòu)，所述接頭(31)固定在三角形拉環(huán)(32)底邊的中心位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述前擋片(331)與后擋片(332)以擋角(333)為支撐點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)O?60°開合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述前卡扣(334)和后卡扣(335)錯(cuò)位設(shè)置，均為弧形結(jié)構(gòu)，且至少包括兩組。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述保護(hù)套還包括設(shè)置在擋角(333)頂部的圓環(huán)(336)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述接頭(31)與預(yù)埋桿件(I)連接的一端設(shè)置有螺孔(311)，且螺孔(311)內(nèi)壁的螺紋與預(yù)埋桿件(I)非埋入端的螺紋匹配。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)埋桿件(I)長度為300?500mm，其埋入端螺紋長度為50mm，非埋入端螺紋長度為10mm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述膨脹緊固件(2)為內(nèi)牙型膨脹錨栓。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于水準(zhǔn)儀法的地下工程拱頂沉降量測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)埋桿件(I)、膨脹緊固件(2)、接頭(31)以及三角形拉環(huán)(32)均由鍍鋅鋼材制作。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK205482924SQ201620289484
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】吳豐收, 花曉鳴, 李富明, 盧松
【申請(qǐng)人】中鐵西南科學(xué)研究院有限公司