10前端之间对接矩形盒体4a前侧开口。纠偏器固定顶面时纠偏光线高度偏移；固定侧面时纠偏光线水平偏移。
[0028]如图8所示。反射器3包括水平的上支撑座3a，上支撑座3a中开有前后贯通上支撑座的通槽，通槽内通过转轴转动安装有转角螺旋7，转轴下端穿出上支撑座3a，且转轴下端在上支撑座3a下方连接有竖向设置的激光反射镜11。
[0029]本实用新型包括激光发射器装置和拱顶接收器，激光发射器装置设置在隧道进口处，发射细激光束作为基准线，拱顶接收器粘结在拱顶管片上，拱顶接收器随着管片的变形而产生位置变化，因此激光穿过接收器的位置就会变化，每次测量只需读取和记录激光穿过玻璃体的刻度，利用每次记录的刻度计算变形量和测点坐标。同时，为解决隧道线路转弯而在弯曲段设置的反射器，为解决激光束偏移过大而设置的纠偏器。
[0030]拱顶接收器主要包括一块高透玻璃体，其正面和后面有网格刻度线，两侧面有水平刻度线，高透玻璃体和顶板之间设有两个脚螺旋，通过调节脚螺旋使玻璃体水平。
[0031]反射器主要包括一块激光反射镜，激光反射镜通过转轴和转角螺旋相连，转动转角螺旋可以改变激光反射镜的角度，从而调节激光束的方向。
[0032]纠偏器为一两侧开口矩形盒子，矩形盒子顶部和底部设置一对平行激光反射镜，激光从开口射入，被平行激光发射镜降位后从另外一面开口射出，从而达到纠正激光束的效果。
[0033]本实用新型中:
[0034]I)激光发射器安装:
[0035]在隧道进口处安装一个悬挂平台8，将激光发射器装置I安放在悬挂平台8上。位置先初步确定，使每个激光发射器装置I发射的激光束在合适高度。然后调节脚螺旋6使水准管5气泡居中，从而使激光束平行于拱顶管片9内壁。随着测量长度的增加，需要通过调节激光调节器Ib来调节激光的强度和光斑直径等参数。把激光头Ia设置为一个基准点，测量这个基准点的初始坐标以及每次测量校核时的坐标。
[0036]2)接收器2安装:
[0037]及时在需要监测的拱顶管片9上布置拱顶接收器2，拱顶接收器2主要包含一块高透玻璃体2a，其表面带刻度网格。具体操作:将需要布置的位置表面清理干净，用胶水将接收器与管片内壁粘结起来。然后调节拱顶接收器2上脚螺旋6，使拱顶接收器2上水准管5气泡居中，从而使拱顶接收器2位置水平。每个拱顶接收器安装完毕，激光发射器便开机发射激光光束，借助望远镜12在距离拱顶接收器2适当距离读数，记下激光穿过拱顶接收器2的初始坐标，每次监测只需要读数记录即可，如此得到每个点的一系列坐标值。如果正面操作不便，接收器两侧面以及后面同样标有刻度，因此可以在其他面上读数。
[0038]3)反射器3安装:
[0039]隧道走向并不一定是直线，有的需要转弯。那就需要在拐弯段的合适位置粘结反射器3。反射器3上的激光反射镜11可以反射激光，使之改变方向。反射镜3上设有转角螺旋7，可以精确的微调激光反射镜11位置。显然，直线型盾构隧道无需安装。
[0040]4)纠偏器4安装:
[0041]隧道有些比较长；同时，激光发射器装置I安装时可能产生较大误差，那么高度或水平误差会随激光传播距离增加而不断积累。在水平或者高度误差达到约50mm时，就需要设置一个纠偏器4，同样也是用胶水粘接在拱顶管片9上，这样可以使激光调整到合适位置。尽管纠偏器4会随拱顶发生沉降，但不会对后面激光产生影响。若激光束偏移量较小时则无需安装。
[0042]5)数据处理:
[0043]拱顶沉降量计算:测点相连两次读数之差为该时间段内的沉降，几次差值之和为该几段时间内的沉降，同时要根据隧道口水准点坐标变化对数据进行改正；拱顶绝对坐标获取:首次测量时拱顶沉降极小，那么可以认为初始坐标就对应拱顶绝对坐标。以后的绝对坐标值即是变形量和初始绝对坐标值的差值；精度分析:本测量方法估读位为0.1mm，精度是1mm，并且在拱顶接收器2的高透玻璃体2a的前后左右四面都可以读数，可以多次读数提高精度。
【主权项】
1.一种盾构隧道拱顶沉降监测装置，其特征在于:包括设置在盾构隧道进口处拱顶上的悬挂平台，悬挂平台上安装有激光发射器装置，所述激光发射器装置的激光头朝向盾构隧道内，激光发射器装置激光头前方的盾构隧道直线段拱顶管片上依次设置有一组或多组拱顶接收器，以及纠偏器，盾构隧道拐弯段与直线段结合处的拱顶管片上设置有反射器，所述激光发射器装置、多组拱顶接收器、纠偏器、反射器处于同一与盾构隧道中心轴线平行的直线上。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道拱顶沉降监测装置，其特征在于:所述激光发射器装置包括水平连接在悬挂平台上的底座，底座上设置配有激光调节器的激光发射器，且激光发射器底部四角与底座之间分别转动安装有脚螺旋，激光头设置在激光发射器前侧面上，且激光发射器前侧面沿左右水平方向、左侧面或右侧面沿前后水平方向分别设置有水准管。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道拱顶沉降监测装置，其特征在于:所述拱顶接收器包括上下排列且相互水平平行的顶板、支撑板，以及转动安装在顶板、支撑板之间左、右端的脚螺旋，其中顶板安装在盾构隧道直线段拱顶管片上，支撑板底部固定有高透玻璃体，且支撑板后侧面或前侧面沿左右水平方向设置有水准管，所述高透玻璃体左右面为对称沿底边向内倾斜一定角度的两个相同三角形面，前后则形成两个相同的等腰梯形面，底面为矩形面，由此构成类三棱柱体，且四周侧面刻有网格刻度线。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道拱顶沉降监测装置，其特征在于:所述纠偏器包括矩形盒体，矩形盒体顶面或者侧面安装在盾构隧道直线段拱顶管片上，矩形盒体内顶部、底部分别倾斜设置有平行激光反射镜，两平行激光反射镜相互平行，且两平行激光反射镜呈后端高于前端的倾斜状，矩形盒体后侧、前侧分别开有开口，且两平行激光反射镜后端之间对接矩形盒体后侧开口，两平行激光反射镜前端之间对接矩形盒体前侧开口。
5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道拱顶沉降监测装置，其特征在于:所述反射器包括水平的上支撑座，上支撑座中开有前后贯通上支撑座的通槽，通槽内通过转轴转动安装有转角螺旋，所述转轴下端穿出上支撑座，转轴下端在上支撑座下方连接有竖向设置的激光反射镜。
【专利摘要】本实用新型公开了一种盾构隧道拱顶沉降监测装置，包括设置在盾构隧道进口处拱顶上的悬挂平台，悬挂平台上安装有激光发射器装置，激光发射器装置的激光头朝向盾构隧道内，激光发射器装置激光头前方的盾构隧道直线段拱顶管片上依次设置有一组或多组拱顶接收器，以及纠偏器，盾构隧道拐弯段与直线段结合处的拱顶管片上设置有反射器，激光发射器装置、多组拱顶接收器、纠偏器、反射器处于同一与盾构隧道中心轴线平行的直线上。本实用新型具有效率高，操作简单，安全可靠的优点。
【IPC分类】E21D9-06, G01C5-00
【公开号】CN204312075
【申请号】CN201420621759
【发明人】朱大勇, 徐小马, 卢坤林, 刘诚, 王小金
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月24日