一种地下隧道结构变形监测预警装置的制作方法

本发明涉及隧道沉降监测，尤其涉及一种地下隧道结构变形监测预警装置。

背景技术：

1、引起隧道管片沉降的原因很多，来自管片外的原因主要有地质因素、周边复杂环境及地面载荷变化显著等方面，岩层风化程度和单轴抗压强度变化大，沿线地层变化剧烈，地下水丰富，以及一些隧道周边建筑的施工等。来自管片内的原因包括管片的接缝处、注浆孔及管片局部碎裂造成渗漏等。尤其是在特殊地层条件下，如隧道底部为在震动作用下易液化的粉细砂地层，更易发生隧道管片沉降；

2、在针对重点监测隧道段，现有的沉降位移一般采用管片之间相互安装位移传感器，当安装位移传感器的管片和监测的管片一同发生沉降，则起不到事先预警的作用，且传感器的安装位置固定，不便于调整监测的位置，现有的滑轨式的接触传感器，则由于位移传感器的探针始终顶在隧道壁上，当管片出现裂缝、凹坑，位移传感器的探针则容易出现弯曲，影响探针的伸缩测量。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种地下隧道结构变形监测预警装置，从而解决现有技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种地下隧道结构变形监测预警装置，包括弧形导轨，弧形导轨两端分别设置支撑架，所述弧形导轨上设置支撑座，支撑座上侧固定连接竖杆，竖杆固定连接横杆，横杆滑动连接第一滑套，第一滑套至少一侧转动连接支杆，支杆设有位移传感器；

4、所述支撑座一侧设置缓冲推动装置，缓冲推动装置用于转动支杆；

5、所述支撑座通过常规结构驱使在弧形导轨上改变位置。

6、优选地，所述缓冲推动装置包括吊板，吊板下端固定连接支板，支板贯穿滑动连接方杆，方杆下端转动连接滚轮，方杆与支板之间固定连接第一弹簧；

7、所述吊板中部固定连接导向套，导向套内设置导向孔，导向孔上端设置阻尼孔，阻尼孔的内部设置橡胶防滑套，橡胶防滑套内滑动连接顶杆，顶杆下端固定连接滑杆，滑杆与导向孔滑动连接，滑杆的横截面小于顶杆的横截面，顶杆上端固定连接齿板，支杆的转轴固定连接第一齿轮，齿板与第一齿轮相啮合；

8、所述滑杆下端与方杆之间固定连接第二弹簧；

9、所述弧形导轨底部至少滑动连接一个支撑块，支撑块一侧固定连接限位柱，支撑座和支撑块通过常规结构驱使在弧形导轨上改变位置。

10、优选地，所述顶杆一侧固定连接压板，所述导向套一侧固定连接侧板，侧板滑动连接校准杆，校准杆上端固定连接侧杆，侧杆与压板对应设置，侧杆与侧板之间固定连接校准弹簧，校准杆下端设置限位孔，侧板底部固定连接支撑杆，支撑杆设有滑孔，滑孔内滑动连接插杆，插杆与支撑杆之间固定连接顶压弹簧，滑杆下端一侧固定连接电动推杆，电动推杆的伸缩端和插杆分别能够与限位孔同轴且插接；

11、所述第一弹簧弹性大于校准弹簧弹性，所述校准弹簧弹性大于第二弹簧弹性，第二弹簧的弹力远大于位移传感器内部测量力弹簧的弹力。

12、优选地，所述支杆滑动连接第二滑套，位移传感器固定连接在第二滑套一侧。

13、优选地，所述位移传感器为机械式。

14、优选地，所述支撑架包括安装座，安装座一侧与弧形导轨固定连接，安装座固定连接第一电机，第一电机的主轴固定连接第一伸缩杆，第一伸缩杆的伸缩端固定连接圆盘，圆盘外侧至少固定连接三个定位杆，每个定位杆外端固定连接外围杆；

15、所述圆盘的轴心固定连接第二伸缩杆，所述第二伸缩杆固定连接中心柱；

16、第一伸缩杆和第二伸缩杆能够控制交替伸缩。

17、优选地，还包括定位贴片，所述定位贴片设置多个警示色彩环。

18、本发明的优点在于：本发明所提供的一种地下隧道结构变形监测预警装置通过缓冲推动装置避免位移传感器的探针快速碰撞到隧道顶部管片上，在监测预警前，支撑座通过常规动力调整在弧形导轨上的位置，支撑座到达监测位置后，支杆才转动使得位移传感器抵压接触到隧道管片底部，能够避免改变监测位置过程中，位移传感器碰撞到隧道管片底部凹坑、裂缝处造成位移传感器的探针弯曲，起到保护位移传感器的作用。

19、本发明通过顶杆受橡胶防滑套的摩擦力阻碍，顶杆的滑动缓慢，使得顶杆缓慢升高，顶杆缓慢抬升通过齿板驱使支杆转动，使得位移传感器能够平缓的挤压接触到隧道管片底部，避免快速移动，位移传感器的探针快速撞击到隧道管片底部形成弯曲损坏。

20、本发明在减缓位移传感器的探针接触隧道管片后，滑杆能够进入橡胶防滑套自由滑动，限位杆通过第二斜面与第一斜面配合，限位杆移动到支撑杆侧面，先回缩然后与限位孔同轴，被顶出弹簧推入限位孔内，将插杆顶出，校准杆和滑杆形成整体结构，在校准弹簧的复位弹性下，滑杆和顶杆在不受橡胶防滑套阻尼作用下，能够自由向上移动一段距离，通过齿板继续推动支杆转动，对位移传感器形成一次灵敏性、可靠性的复核，从而确保位移传感器的探针没有弯曲，不影响伸缩和测量。

技术特征：

1.一种地下隧道结构变形监测预警装置，包括弧形导轨(1)，弧形导轨(1)两端分别设置支撑架(2)，其特征在于：所述弧形导轨(1)上设置支撑座(3)，支撑座(3)上侧固定连接竖杆(31)，竖杆(31)固定连接横杆(32)，横杆(32)滑动连接第一滑套(33)，第一滑套(33)至少一侧转动连接支杆(34)，支杆(34)设有位移传感器(35)；

2.根据权利要求1所述的一种地下隧道结构变形监测预警装置，其特征在于：所述缓冲推动装置(4)包括吊板(41)，吊板(41)下端固定连接支板(42)，支板(42)贯穿滑动连接方杆(43)，方杆(43)下端转动连接滚轮(44)，方杆(43)与支板(42)之间固定连接第一弹簧(45)；

3.根据权利要求2所述的一种地下隧道结构变形监测预警装置，其特征在于：所述顶杆(47)一侧固定连接压板(51)，所述导向套(46)一侧固定连接侧板(52)，侧板(52)滑动连接校准杆(53)，校准杆(53)上端固定连接侧杆(54)，侧杆(54)与压板(51)对应设置，侧杆(54)与侧板(52)之间固定连接校准弹簧(55)，校准杆(53)下端设置限位孔(56)，侧板(52)底部固定连接支撑杆(57)，支撑杆(57)设有滑孔，滑孔内滑动连接插杆(58)，插杆(58)与支撑杆(57)之间固定连接顶压弹簧(59)，滑杆(48)下端一侧固定连接电动推杆(6)，电动推杆(6)的伸缩端和插杆(58)分别能够与限位孔(56)同轴且插接；

4.根据权利要求1所述的一种地下隧道结构变形监测预警装置，其特征在于：所述支杆(34)滑动连接第二滑套(341)，位移传感器(35)固定连接在第二滑套(341)一侧。

5.根据权利要求1所述的一种地下隧道结构变形监测预警装置，其特征在于：所述位移传感器(35)为机械式。

6.根据权利要求1所述的一种地下隧道结构变形监测预警装置，其特征在于：所述支撑架(2)包括安装座(21)，安装座(21)一侧与弧形导轨(1)固定连接，安装座(21)固定连接第一电机(22)，第一电机(22)的主轴固定连接第一伸缩杆(23)，第一伸缩杆(23)的伸缩端固定连接圆盘(24)，圆盘(24)外侧至少固定连接三个定位杆(25)，每个定位杆(25)外端固定连接外围杆(26)；

7.根据权利要求6所述的一种地下隧道结构变形监测预警装置，其特征在于：还包括定位贴片(29)，所述定位贴片(29)设置多个警示色彩环(291)。

技术总结
本发明公开了一种地下隧道结构变形监测预警装置，包括弧形导轨，弧形导轨两端分别设置支撑架，所述弧形导轨上设置支撑座，支撑座上侧固定连接竖杆，竖杆固定连接横杆，横杆滑动连接第一滑套，第一滑套至少一侧转动连接支杆，支杆设有位移传感器；所述支撑座一侧设置缓冲推动装置，缓冲推动装置用于转动支杆；所述支撑座通过常规结构驱使在弧形导轨上改变位置。本发明通过支撑座到达监测位置后，支杆才转动使得位移传感器抵压接触到隧道管片底部，能够避免改变监测位置过程中，位移传感器碰撞到隧道管片底部凹坑、裂缝处造成位移传感器的探针弯曲，起到保护位移传感器的作用。

技术研发人员：洪成雨,檀俊坤,陈湘生,殷爱国,刘继强,李二伟,苏栋,郭佳奇,周建军,徐平,朱豪洋,陈莎莎,翟乾智,黄鑫,王飞,陈帆
受保护的技术使用者：中铁七局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5