[发明专利]一种隧道变形测量装置

说明书

本申请涉及一种隧道变形测量装置，主要涉及隧道工程辅助测量设备的技术领域，其包括机座、设在所述机座上且与隧道内壁抵接的支撑机构、多个设在所述机座上的测量机构和设在所述机座上的控制系统；所述测量机构包括垂直设在所述机座端面上的支撑筒、设在所述支撑筒内的压力传感器、与所述压力传感器抵接的压簧、与所述压簧抵接的测量杆和与所述测量杆铰接的滚珠；所述滚珠与隧道内壁抵接，所述压力传感器与所述控制系统电性连接。本申请具有操作方便、检测效率高、适用于长隧道的变形监控的优点。

技术领域

本申请涉及隧道工程辅助测量设备的技术领域，尤其是涉及一种隧道变形测量装置。

背景技术

地铁隧道、穿山隧道等长隧道的施工主要依靠盾构机施工实现。盾构机在对隧道进行挖掘和深度推进过程中，当原本位于盾构壳体内部的拼装衬砌脱离出来时会在靠近隧道底部的部分产生较大的空隙，进而引发地层损失和土体不规则沉降。地层损失和土层不规则沉降的现象在富水地域则会更加严重。为了避免这种现象对隧道整体的成型质量造成不利影响，需要对隧道内壁的变形情况进行实时掌握。

目前，隧道内壁的变形情况测量需要首先借助常规测量设备找出隧道内变形量最大的位置，然后再通过全站仪该点位进行精确测量和对比作差，从而得出实际的变形量。隧道的形变通常是线性变化的，若使用常规的测量设备进行测量点位确认，则需要在待测隧道段上取出多个测量点进行初步测量，然后绘制形变量与测量点位置之间的变化条形图，从而找出待测隧道度段上的变形量最大点。这种测量点位确定方式的精度主要受限于测量点的取样数量，若待测隧道段的长度较长，则需要进行大量取点以保证测量精度，这显著增加了测量工作的工作量，使其难以高效进行。

针对上述中的相关技术，发明人认为现有的隧道变形测量方法的测量工作量较大，效率较低，难以满足长隧道变形量测量的使用需求。

发明内容

为了提高隧道变形量测量的效率，简化隧道变形量测量的操作步骤，降低测量难度，本申请提供一种隧道变形测量装置。

本申请提供的一种隧道变形测量装置采用如下的技术方案：

一种隧道变形测量装置，包括机座、设在所述机座上且与隧道内壁抵接的支撑机构、多个设在所述机座上的测量机构和设在所述机座上的控制系统；所述测量机构包括垂直设在所述机座端面上的支撑筒、设在所述支撑筒内的压力传感器、与所述压力传感器抵接的压簧、与所述压簧抵接的测量杆和与所述测量杆铰接的滚珠；所述滚珠与隧道内壁抵接，所述压力传感器与所述控制系统电性连接。

通过采用上述技术方案，机座对本申请其他部分结构的安装提供了安装位置，并且起到位置限定的作用，使得其他部分结构连接成一个整体，安装在基座上且与隧道内壁抵接的支撑机构能够将本申请固定在隧道内壁上，并且使本申请能够沿着隧道延续的方向发生移动，安装在底座上的测量机构中的支撑筒对测量杆的安装起到了位置限定的作用，测量杆能够在压簧的作用下抵接在隧道内壁上，转动连接在测量杆端部的滚珠能够减少测量杆与隧道内壁之间的相对摩擦，使测量杆能够随着本申请的整体部分沿着隧道的延伸方向发生移动，安装在支撑筒内的压力传感器能够对压簧产生的弹力进行测量并将其转化为电信号传递至控制系统，控制系统能够根据压簧弹力的变化计算出压簧伸缩量的变化，进而计算出测量杆伸出量的变化，进而得出在该点的隧道内壁的实际尺寸，当本申请沿着隧道内壁移动时，则可根据该原理迅速得出待测隧道段各个位置的变形量，从而精确找到形变量最大的位置，免去了多点位测量和绘制变化曲线的过程，达到了本申请提高隧道变形量测量的效率，简化隧道变形量测量的操作步骤，降低测量难度的发明目的。

可选的，测量杆包括与所述压簧抵接的限位块、与所述限位块相连的内杆体和与所述内杆体螺纹配合的外杆体；所述滚珠与所述外杆体远离所述内杆体的一端铰接。