一种隧道围岩收敛监测装置的制作方法

本技术涉及隧道围岩变形测量，具体为一种隧道围岩收敛监测装置。

背景技术：

1、在隧道掘进施工过程中，围岩变形是威胁工程安全的核心风险之一——松散破碎岩体的局部冒落、软弱膨胀土的径向挤出、坚硬岩体的岩爆前兆等，均以“多方位非均匀变形”为典型特征。例如，隧道顶部易因自重发生下沉变形，侧壁可能因水平地应力出现内挤变形，而拱脚部位常伴随“径向收缩+轻微切向位移”的复合变形，这些变形往往不同步、不同幅度，且任一方向的局部变形若未及时监测，都可能引发整体塌方事故。

2、中国专利cn202323350384.3公开了《一种隧道围岩变形测量装置》，公开号cn221259767u，该装置包括主体，所述主体一侧滑动设置有移动板，且移动板一侧固定设置有齿板，所述齿板上方设置有表盘，且表盘上设置有指针；还包括所述主体内部设置有电动尾杆，且电动尾杆下方固定设置有安装盘，所述安装盘上中间位置设置有滑杆，且滑杆一侧环形阵列设置有固定板，过电动尾杆为固定板可以在安装盘上进行运动提供动力，利用固定板的伸张运动将该种装置支撑在开设后的通孔中，通过围岩变化带动移动板被动进行滑动，使得齿板可以在主体内部进行滑动，带动指针在表盘上进行摆动，通过指针最终在表盘上停止后所指向的刻度就可以时刻测量出围岩变化后的数据。但该装置存在一些缺陷：该装置仅依赖单侧布置的一组“移动板-传动组件”，监测范围有限，无法对隧道拱顶围岩的沉降情况进行监测。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种隧道围岩收敛监测装置，能够多个方位测量隧道拱顶围岩的变形，为隧道施工安全提供更可靠的监测支撑。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种隧道围岩收敛监测装置，包括拱形支撑架、设置在拱形支撑架上的监测机构，监测机构设置多组且沿拱形支撑架的长度方向设置，监测机构包括滑动连接在拱形支撑架上的导向套筒、固定连接在导向套筒底端的压力传感器、穿设在导向套筒内部的监测杆、设置在压力传感器与监测杆之间的弹簧、用于推动导向套筒移动的驱动组件。

3、采用上述结构设计，多组监测机构沿拱形支撑架分布，能同时覆盖隧道围岩的多个监测点位，避免单一监测点遗漏围岩局部变形风险；监测机构通过“监测杆-弹簧-压力传感器”的组合，将围岩微小收敛位移转化为弹簧弹力变化，再通过压力传感器量化为电信号，利用胡克定律的线性关系，实现对微小收敛量的精准测量；驱动组件可推动导向套筒移动，便于安装时调节监测杆与围岩的贴合度，确保初始状态下弹簧处于预紧状态，避免围岩初期微小位移无法触发传感器响应，提升监测灵敏度；拱形支撑架适配隧道拱形断面结构，能与围岩轮廓贴合，保证监测杆与围岩接触的有效性，避免因安装角度偏差导致位移传递失真。

4、优选的，拱形支撑架的两端均固定连接底板，底板上穿设锚固钉。

5、采用上述结构设计，拱形支撑架两端的底板增大了与隧道岩壁的接触面积，分散锚固压力，底板上穿设锚固钉，能将整个装置牢固锚定，确保支撑架自身无位移。

6、优选的，导向套筒上固定连接对称设置的滑块，拱形支撑架上开设与滑块相匹配的滑槽，滑块的长度与导向套筒的长度相适配。

7、采用上述结构设计，导向套筒通过对称滑块与拱形支撑架的滑槽配合，限定导向套筒仅沿拱形支撑架的径向方向直线滑动，避免导向套筒偏移、扭转，滑块长度与导向套筒长度适配，增大了滑动接触面积，提升导向套筒滑动的平稳性。

8、优选的，驱动组件包括固定连接在拱形支撑架上的支撑筒、通过螺纹穿设在支撑筒内的驱动杆，驱动杆的上端转动连接在导向套筒的底部，驱动杆上固定连接手轮。

9、采用上述结构设计，驱动杆上端与导向套筒转动连接，避免驱动杆旋转时带动导向套筒扭转，确保导向套筒仅沿滑槽直线移动，支撑筒与驱动杆的螺纹配合，实现驱动杆的“旋转-直线位移”转换，螺纹结构具备自锁功能，调节后导向套筒位置不易松动，保证监测状态的稳定性。

10、优选的，驱动杆的上端固定连接驱动圆盘，导向套筒的底部开设有与驱动圆盘相适配的阶梯槽，驱动圆盘转动嵌设在阶梯槽内。

11、采用上述结构设计，阶梯槽的结构设计无需额外限位部件，简化了连接结构，同时实现“转动自由+轴向固定”的双重效果，既保证驱动效率，又提升装置的装配便捷性和长期运行稳定性。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

13、本装置采用拱形支撑架适配隧道断面，多组监测机构沿其分布，可全面覆盖多个监测点位，避免遗漏局部变形。监测机构通过“监测杆-弹簧-压力传感器”组合，借助胡克定律将围岩微小收敛位移转化为可量化的电信号，实现精准测量。驱动组件能调节导向套筒位置，使监测杆贴合围岩并让弹簧预紧，提升监测灵敏度，同时避免安装角度偏差导致的位移传递失真，保障监测数据可靠。

1.一种隧道围岩收敛监测装置，其特征在于：包括拱形支撑架（1）、设置在所述拱形支撑架（1）上的监测机构（2），所述监测机构（2）设置多组且沿所述拱形支撑架（1）的长度方向设置，所述监测机构（2）包括滑动连接在所述拱形支撑架（1）上的导向套筒（21）、固定连接在所述导向套筒（21）底端的压力传感器（22）、穿设在所述导向套筒（21）内部的监测杆（23）、设置在所述压力传感器（22）与监测杆（23）之间的弹簧（24）、用于推动所述导向套筒（21）移动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种隧道围岩收敛监测装置，其特征在于：所述拱形支撑架（1）的两端均固定连接底板（11），所述底板（11）上穿设锚固钉（12）。

3.根据权利要求1所述的一种隧道围岩收敛监测装置，其特征在于：所述导向套筒（21）上固定连接对称设置的滑块（31），所述拱形支撑架（1）上开设与所述滑块（31）相匹配的滑槽，所述滑块（31）的长度与所述导向套筒（21）的长度相适配。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种隧道围岩收敛监测装置，其特征在于：所述驱动组件包括固定连接在所述拱形支撑架（1）上的支撑筒（41）、通过螺纹穿设在所述支撑筒（41）内的驱动杆（42），所述驱动杆（42）的上端转动连接在所述导向套筒（21）的底部，所述驱动杆（42）上固定连接手轮（43）。

5.根据权利要求4所述的一种隧道围岩收敛监测装置，其特征在于：所述驱动杆（42）的上端固定连接驱动圆盘（44），所述导向套筒（21）的底部开设有与所述驱动圆盘（44）相适配的阶梯槽（45），所述驱动圆盘（44）转动嵌设在所述阶梯槽（45）内。