[实用新型]一种隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置

权利要求书

1.一种隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，它包括固连在隧道衬砌表面（2）上的传感系统和采集传输系统，其特征在于：在隧道内设置多个检测断面，每个检测断面的衬砌表面（2）上设置多件传感系统；并且相邻的多个检测断面之间至少设有一件与每件传感系统连接的采集传输系统；所述传感系统用于实时监测隧道施工围岩松动圈变形量并将监测数据发送至采集传输系统，所述采集传输系统用于采集监测数据，进行预警并将数据发送至远程终端。

2.根据权利要求1所述的隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，其特征在于：在每一个检测断面上均设置3~5件传感系统；相邻检测断面之间距离不大于30m时，在2~3个检测断面布置一个采集传输系统，并且每个检测断面上的传感系统均通过线缆与所述采集传输系统连接；相邻检测断面距离大于30m时，在每个检测断面布置一个采集传输系统，其通过线缆与设置在该检测断面的传感系统连接。

3.根据权利要求2所述的隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，其特征在于：所述传感系统包括呈对设置的支架（8），所述支架（8）下端与预埋在衬砌内两相邻的工字钢架（1）固连，上端通过螺母（7）固连有基座板（3），在基座板（3）中部设有保护盒（4）和设置在保护盒（4）内的拉绳位移传感器（5），所述拉绳位移传感器（5）底部的感应线（6）贯穿围岩松动圈分界线（13）并与被测断面连接。

4.根据权利要求3所述的隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，其特征在于：所述支架（8）为螺杆，螺杆底端垂直设置在预埋在衬砌内两相邻的工字钢架（1）上，二者焊接固连；所述螺杆延伸出衬砌表面（2），并且其延伸长度不小于15cm；所述基座板（3）通过螺母（7）固定在螺杆上，并且基座板（3）与衬砌表面（2）的距离10~15cm；在两螺杆中间开设有检测孔，所述检测孔孔底为被测断面，检测孔相对于被测断面垂直且与工字钢架（1）平行设置，在检测孔内套设有中空注浆锚杆结构，所述中空注浆锚杆结构包括感应线保护管（9）和设置在其内的引线（10），所述感应线保护管（9）的底端与被测断面抵接，被测断面内预埋王字筋（11），所述引线（10）底端与王字筋（11）固连，上端与拉绳位移传感器的感应线（6）连接。

5.根据权利要求4所述的隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，其特征在于：所述检测孔孔径为∅40~∅60，孔深为穿过隧道围岩松动圈分界线（13）下方30~50cm；所述感应线保护管（9）通过浇注水泥浆（12）固连在检测孔内；所述王字筋（11）的直径为∅8~∅12，在王字筋（11）顶端设有滑轮机构（14）；所述引线（10）为直径∅3.5的软钢丝线，所述引线（10）绕过滑轮机构（14）与王字筋（11）固连并构成双线组结构，引线（10）上端延伸出感应线保护管（9）并与其顶部的距离为30~50cm。

6.根据权利要求1所述的隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，其特征在于：所述采集传输系统包括机箱盒（17）、中继器（16）和报警器（18），所述机箱盒（17）包括多通道数据采集仪（19）和与之连接的无线传输模块DTU（20）、继电器（21），所述无线传输模块DTU（20）与报警器（18）和远程终端连接；所述继电器（21）安装在无线传输模块DTU（20）与报警器（18）之间，用于触发报警器（18）发出警报，所述中继器（16）安装在隧道衬砌表面（2）顶部中心处，其与无线传输模块DTU（20）连接，用于增强无线信号，提高监测、数据采集及传输精度；所述中继器（16）、报警器（18）、多通道数据采集仪（19）和无线传输模块DTU（20）均与供电系统连接，所述供电系统包括通过电路相互连接的整流器（22）、充放电控制器（23）和蓄电池（24），所述充放电控制器（23）与蓄电池（24）和外接电源（25）连接。