一种隧道爆破位移监测辅助装置及位移监测方法与流程

本发明涉及岩土爆破工程位移监测，具体为一种隧道爆破位移监测辅助装置及位移监测方法。

背景技术：

1、鉴于爆破作业因其规模、方法及环境的不同，可能引发震动、空气冲击波、飞散碎石等多种潜在危害，对周围建筑物、基础设施及人员安全构成威胁，因此，采用位移传感器进行精确、实时的位移监测显得尤为重要。传感器通常被安装在关键位置，如爆破区域周边的建筑物、地下结构或岩体的关键点上，以持续捕捉因爆破作业而引起的微小位移变化。为工程人员提供了直观、准确的数据支持。

2、目前关于直线位移传感器的使用，通常采用支架固定的形式进行安装。安装时，首先需要将传感器固定在支架上，然后将随动轴与被测移动物体接触。而安装支架存在组装和拆卸困难，无法保证位移传感器保持水平，高度不可调以及闲置时存放不便等问题。

3、因此，亟需在矿山、隧道等岩土领域的爆破数据监测中研发一种隧道爆破位移监测辅助装置及位移监测方法。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种隧道爆破位移监测辅助装置及位移监测方法。

2、本发明技术方案如下：

3、一种隧道爆破位移监测辅助装置，包括支撑架、配重平台和位移传感器固定装置；

4、支撑架包括相对布置的两个支撑组，每个支撑组包括两根伸缩支撑杆，每根伸缩支撑杆包括伸缩连接的上部杆和支撑杆，两根伸缩支撑杆顶部转动连接，两个支撑组顶部通过限位连接杆连接，两个支撑组相对面的上部杆上设置有若干横杆连接孔；

5、配重平台连接在两个支撑组之间的下部，配重平台包括两块可折叠连接的配重台，中间位置的连接轴线垂直于支撑组，至少一个配重台内设置若干伸缩横杆存放孔，开口朝向远离连接轴线一侧，开口处设置挡板，伸缩横杆存放孔内用于放置伸缩横杆；

6、位移传感器固定装置包括横板和两个可滑动抓扣，可滑动抓扣上部套在横板上，下部套在伸缩横杆上，位移传感器固定装置连同下部套接的两根伸缩横杆可拆卸连接在两个支撑组之间的上部。

7、上部杆为中空管，朝内一侧等间距设置有若干横杆连接孔，支撑杆插入上部杆内，并通过螺纹紧固件组合与上部杆固定；

8、上部杆顶部设置有限位连接孔，用于限位连接杆穿入。

9、拆掉本装置的配重平台后，还可将每个支撑组的两根伸缩支撑杆调至180度，取出配重台的伸缩横杆存放孔内全部的伸缩横杆，间隔一个或多个横杆连接孔放置，即可实现梯子功能。

10、优选地，横杆连接孔可设置为直径3cm，间隔5cm，一定程度上增加控制高度的准确性。

11、支撑杆底部设有支撑脚，顶部设有防脱帽，并在支撑杆杆身设滑动槽；

12、螺纹紧固件组合包括螺母和带耳螺钉；

13、滑动槽包括螺母槽，螺母槽宽度与螺母尺寸配合，大于前后槽的宽度，螺母布置在螺母槽中，上部杆下部外侧设有限位孔，带耳螺钉的螺钉部分穿过限位孔插入滑动槽内，并穿过螺母。

14、为尽量增大支撑杆的可调长度，限位孔设置在上部杆最底端位置。

15、安装时，先将螺母放置于支撑杆内部的滑动槽内，再扣上防脱帽，起到限位以及防止螺母脱出的作用。

16、安装位移传感器时，伸缩横杆会插入上部杆内，为避免支撑杆与伸缩横杆发生干涉，设计滑动槽贯穿支撑杆杆身，截面呈“中”字型，自外向内分为螺钉孔、螺母槽、螺钉孔、横杆槽，螺钉孔尺寸与带耳螺钉的螺钉尺寸配合，横杆槽尺寸与伸缩横杆尺寸配合，且大于螺钉孔尺寸，这样伸缩横杆插入上部杆内后，会进入横杆槽内，避免了干涉。且“中”字型槽口的中间部分尺寸最大，可夹持螺母，防止螺母错位。

17、配重台远离连接轴线一侧的底部设有下部连接孔，其内穿有连接横杆，连接横杆两端设有反向螺纹，上部杆下部设有定位孔，定位孔设有内螺纹，与连接横杆螺纹连接。

18、优选地，配重台应尽量低一些，以提高装置下盘的稳定性，因此，定位孔设置在上部杆尽量靠下位置，优选靠近限位孔上方位置。

19、两块配重台相接处设有错位布置的连接件，连接件上开设上部连接孔，并通过配重台连接杆件连接两块配重台，配重台连接杆件包括连接杆和第一固定螺钉，连接杆插入上部连接孔内，垂直于支撑组，第一固定螺钉封堵在连接杆两端。

20、上部杆外侧设有抓扣，用于固定位移传感器固定装置。抓扣选用复合材料，须具有一定的强度及塑性。

21、关于伸缩横杆，具体包括：横杆、弹簧、变口径螺母和横杆头，横杆两端设有放置孔，将弹簧、横杆头依次放入放置孔内内后，使用变口径螺母进行固定。

22、横板上设有用于安装位移传感器的配合孔和调平气泡。还可进一步增设卷尺，实现高度的自由控制。

23、横板上的可滑动抓扣包括上部的c形扣和下部的扣件，c形扣夹持横板，开口处设置控制螺钉，扣件包括上下两个弧形夹，在夹持伸缩横杆后通过第二固定螺钉紧固。

24、本发明还提供一种隧道爆破位移监测方法，采用上面的隧道爆破位移监测辅助装置实施，具体方法为：

25、第一步，组装支架主体；

26、a1，组装伸缩支撑杆；

27、首先将螺母放入支撑杆的滑动槽内，将防脱帽扣于支撑杆上部，防止螺母脱出；

28、将支撑杆推入上部杆内，由带耳螺钉穿过上部杆的限位孔与螺母配合连接支撑杆和上部杆，构成本装置的伸缩支撑杆；

29、a2，连接配重平台；

30、使用连接横杆穿过配重台的下部连接孔，将其两端螺纹分别与两个支撑组对应的上部杆的定位孔螺纹连接；

31、将两个配重台相邻端通过配重台连接杆件进行连接；

32、a3，连接两个支撑组；

33、在两个支撑组顶部穿入限位连接杆，两端使用封堵螺钉固定限位连接杆位置，将两个支撑组组成支撑架；

34、a4，整理伸缩横杆；

35、将弹簧、横杆头依次放于横杆主体的放置孔内，使用变口径螺母进行固定，组成伸缩横杆；

36、后将伸缩横杆放置于配重台的伸缩横杆存放孔内，并由挡板进行固定；

37、a5，安装位移传感器固定装置；

38、使用第二固定螺钉将扣件两部分连接在一起，并由控制螺钉将可滑动抓扣固定在横板上，构成位移传感器固定装置，最后将横板按入上部杆侧端的抓扣中，完成支架主体的组装；

39、第二步，调整安装高度及角度；

40、撑开伸缩支撑杆，放平配重平台，然后松动螺纹紧固件组合，根据监测需求高度，借助横板上的调平气泡调整支撑杆伸出长度来进行调平作业，再通过螺纹紧固件组合进行固定；

41、从配重台上的伸缩横杆存放孔内拿出两根伸缩横杆；将伸缩横杆放在上部杆合适的横杆连接孔中；通过调整选择的定位孔可以实现不同高度的位移监测；

42、第三步，连接位移传感器；

43、将位移传感器固定装置从上部杆侧边的抓扣上取下；

44、松开第二固定螺钉将扣件两部分分开；

45、然后松动控制螺钉；

46、将可滑动抓扣移动至横板的合适位置，将伸缩横杆嵌入扣件中，此时把扣件的另一部分，通过第二固定螺钉拧紧；实现位移传感器固定装置与支架主体连接；

47、拧紧控制螺钉；

48、将位移传感器固定在横板上的配合孔上；

49、第四步，装置的使用；

50、当进行位移监测时，在第三步完成后将多余伸缩横杆置于配重台的伸缩横杆存放孔内，给装置提供一定的配重，和/或，将现场的沙袋或碎石放于配重平台上增加配重提高装置稳定性，然后监测位移传感器数据。

51、当用作梯子时，在第一步完成后，取下配重平台，将伸缩支撑杆调至180度，取出配重台内全部的伸缩横杆，间隔一个或多个横杆连接孔放置，即可实现梯子功能；

52、第五步，回收装置；

53、待使用完后，取下位移传感器；

54、松开第二固定螺钉，打开扣件取下位移传感器固定装置后，再拧紧第二固定螺钉，防止扣件另一部分脱落；

55、将横板按入上部杆侧边的抓扣中；

56、取下上部杆的横杆连接孔中的伸缩横杆，并将其放入承重台的伸缩横杆存放孔内，使用挡板固定；

57、最后松动带耳螺钉，收缩支撑杆，完成装置的回收。

58、本发明的有益效果是：

59、1、本装置通过伸缩横杆固定在不同高度的横杆连接孔中，配合直线位移传感器能够在很大高度范围内进行水平位移的监测工作。通过这种方式，实现了基于直线位移传感器的不同高度的水平位移监测功能。

60、2、本装置的伸缩支撑杆通过支撑杆、上部杆和螺纹紧固件组合的配合，可根据位移传感器固定装置的横板上设有的调平气泡进行水平调平，能够有效保证数据的准确性。同时，配重平台的设计，能够利用多余伸缩横杆和现场沙袋或碎石给支撑架增加配重，具有很强灵活性的同时也提高了装置的稳定性。

61、3、本装置具有可折叠性，使其在不使用的情况下方便存放，大大节省了空间。同时，还可根据需求对配重平台进行拆卸以及布设伸缩横杆，使本装置具有等同梯子的功能。这种多功能的设计使得本装置不仅仅局限于水平位移监测，还可以在多种场合下发挥其作用，从而显著提高了装置的利用率和应用范围。

62、综上所述，本装置通过巧妙的设计和多功能的集成，能够更高效、更精准地完成水平位移的监测工作。