[实用新型]一种用于监测隧道仰拱初期支护变形的报警装置

说明书

本实用新型公开了一种用于监测隧道仰拱初期支护变形的报警装置，旨在提供一种使用方便的用于监测隧道仰拱初期支护变形的报警装置。它包括激光测距模块、控制模块、报警模块、CC2530嵌入式处理器、存储模块、电源模块、显示模块及电池；所述CC2530嵌入式处理器分别与激光测距模块、控制模块、报警模块、显示模块及存储模块耦接；所述电池与电源模块电连接；所述电源模块用于为激光测距模块、控制模块、报警模块、CC2530嵌入式处理器、存储模块及显示模块供电；所述激光测距模块用于目标直线变形距离的测量。本实用新型安全方便，制作简单，易于推广应用。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，尤其是涉及一种用于监测隧道仰拱初期支护变形的报警装置。

背景技术

铁路工程建设施工过程中，因大部分铁路工程线路设置于深山丛林，隧道施工占据较大比重，而隧道施工中防排水处理尤为重要，为确保隧道施工安全，需对围岩进行大量监测，并进行数据分析，而目前常见的监测方法及缺点：

1、人工全站仪监测通过人工架设全站仪，人工测量事先埋设好反光棱镜、标贴的测点位置，测量工程师导出数据经过计算机软件得出观测点的沉降。缺点：（1）需要人工操作，无法做到实时监测和自动预警；（2）操作复杂，需要多个测绘工程师互相配合才能操作一台仪器；（3）全站仪设备昂贵；（4）监测过程与现场施工互相干扰，只能在短时间内测出一个数据后搬离仪器，避免影响施工进度；（5）需要在测点安装棱镜标贴，比较麻烦；（6）需要专业的测绘团队进行操作。

2、激光断面扫描通过在监测断面安装电机驱动的旋转激光测距仪进行扫描测距，通过网络传输到隧道外的电脑上，与隧道设计进行对比，进而判断隧道变形的情况。缺点：（1）需要在正常施工的监测断面上安装设备，容易干扰隧道正常的施工；（2）容易被施工机械触碰破坏，隧道爆破施工破坏；（3）有电机等机械部件，在高粉尘、潮湿的洞内容易出现故障，可靠性较低；（4）需要通过网线连接到洞外的计算机设备进行计算，系统复杂，不易使用和维护；（5）隧道的施工断面需要不停的往前推进，仪器需要不断的布线组网，需要有专门组件的专业团队进行配合施工；（6）施工干扰没法避免和滤除，如人员机械对扫描激光的遮挡放炮、粉尘对激光散射带来的误差影响；（7）价格昂贵。

3、机械断面收敛测量仪器通过互相连接的机械性的壁杆装置，测量壁杆间的角度变化，通过角度换算为变形值。缺点：（1）需要在正常施工的监测断面上安装设备，容易干扰隧道正常的施工；（2）容易被施工机械触碰破坏，隧道爆破施工破坏；（3）设备笨拙，安装使用不方便；（4）需要通过网线连接到洞外的计算机设备进行计算，系统复杂，不易使用和维护；（5）隧道的施工断面需要不停的往前推进，设备需要不断的布线组网，需要有专门组件的专业团队进行配合施工；（6）价格昂贵。

4、摄影测量通过装在监测点的灯泡发出代表位置的光，用照相机拍摄不同时间点的照片，网络传输到洞外的计算机软件进行判断识别，通过同一个位置的灯泡位置的变化推算出该点的沉降变形数值。缺点：除上述监测方法的所有缺点外，本方法还存在隧道监测点给灯泡供电布线麻烦，照片光线受施工车辆遮挡、粉尘影响较大。

由于当前的实时监测技术手段存在的各种局限性，因此在施工现场，尚未有一种简单易用的监测报警器能够得到广泛应用，导致在建的隧道工程仰拱开挖期间不断出现围岩严重变形导致的垮塌“关门”事故，把掌子面施工人员困在施工面的事故。为加强复杂地质条件下的施工安全风险防范工作，有效防范事故，需要对隧道仰拱开挖期间的隧洞拱顶沉降和边墙收敛的累计位移和变形速率进行实时监测，而目前没有相应的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种投入成本低，使用方便的用于监测隧道仰拱初期支护变形的报警装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：