一种隧洞初支变形监测设备的制作方法

1.本实用新型涉及水利施工技术领域，特别涉及一种隧洞初支变形监测设备。


背景技术：

2.在水利工程中为了输水或泄洪，常穿山开挖建成封闭式的输水道，称为水工隧洞。在隧洞的施工过程中，土方开挖后，土层应力释放，容易变形和坍塌，需要及时的施工初期支护来支撑，同时保证施工安全，提供作业空间。初支一般有钢筋网片-钢拱架、钢筋网片，锚杆-钢拱架，架立后及时固定并喷射混凝土。具体来讲，若是岩层，自稳性好，则可使用柔性的初支，能使初支与围岩共同变形；若是四级围岩以上，软弱易塌，一般采用刚性拱架，并在开挖土方前采用超前小导管注浆等方式进行预加固。初支完成并等变形稳定后，可施做二次衬砌。
3.隧洞初支根据不同的承压情况会出现不同程度的变形，变形主要体现为向下的沉降，在初支变形严重时，容易造成隧洞的塌方，引起重大安全事故，因此需要对初支进行日常的检查。目前检查主要是通过目测的方式进行人工巡检，人力消耗大。因此有必要设计出一种隧洞初支变形监测设备，对隧洞初支进行变形监测，在出现严重变形及时提醒，以提升隧洞的安全性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种隧洞初支变形监测设备，对隧洞初支进行变形监测，在出现严重变形及时提醒，以提升隧洞的安全性。
5.因此，本实用新型提供一种隧洞初支变形监测设备，其采用的技术方案如下：
6.一种隧洞初支变形监测设备，包括底座、导向柱、支撑杆件和支撑顶板，所述底座上固定安装所述导向柱，所述导向柱设置导向槽，所述支撑杆件的一端连接所述支撑顶板，其另一端活动设置在所述导向槽内，所述支撑杆件设置在导向槽内的一端连接有第一感应片，所述导向槽底部设置有第二感应片，所述支撑杆件连接有弹簧座，弹簧的一端连接所述弹簧座，所述弹簧的另一端固定设置在所述导向槽的底部，当第一感应片和第二感应片接触时，报警电路接通，所述报警电路包括电源和报警器，所述电源、报警器、第一感应片和第二感应片串联。
7.进一步地，所述底座的下端设置有竖向通孔和横向线槽，所述横向线槽与所述竖向通孔相通，所述竖向通孔与所述导向槽相通，所述第一感应片和第二感应片通过所述竖向通孔和横向线槽与所述报警电路线路连接。
8.进一步地，所述导向柱上对应所述导向槽设置有透明视窗。
9.进一步地，所述透明视窗上设置有刻度。
10.进一步地，所述报警器固定设置在所述导向柱外侧。
11.进一步地，所述报警器为声报警器、光报警器和声光报警器中的一种。
12.本实用新型的有益效果是：根据本实用新型实施例的一种隧洞初支变形监测设
备，通过支撑顶板支撑初支，在初支发生向下沉降的变形时，支撑杆件向下活动，下压弹簧，在达到报警的沉降量时，第一感应片和第二感应片接触，报警电路接通并报警，提示隧洞初支变形严重，以此可以实现智能化地隧洞初支变形监测，并且监测相较于目测的方式更为精确，提升隧洞安全性能，同时还减少人力投入，有效降低了施工过程中的人力成本。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
14.图1示出了根据本实用新型实施例的一种隧洞初支变形监测设备的俯视图。
15.图2示出了图1的a-a剖面图。
16.图3示出了根据本实用新型实施例的一种隧洞初支变形监测设备的前视图。
17.图4示出了根据本实用新型实施例的一种隧洞初支变形监测设备的报警电路的电路图。
18.图中，1为底座，2为导向柱，3为支撑杆件，4为支撑顶板，5为导向槽，6为第一感应片，7为第二感应片，8为弹簧座，9为弹簧，10为竖向通孔，11为横向线槽，12为透明视窗，13为刻度，14为电源，15为报警器。
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
23.本实用新型实施例提供一种隧洞初支变形监测设备，如图1-4所示，该隧洞初支变形监测设备包括底座1、导向柱2、支撑杆件3和支撑顶板4，所述底座1上固定安装所述导向柱2，所述导向柱2设置导向槽5，所述支撑杆件3的一端连接所述支撑顶板4，其另一端活动
设置在所述导向槽5内，所述支撑杆件3设置在导向槽5内的一端连接有第一感应片6，所述导向槽5底部设置有第二感应片7，所述支撑杆件3连接有弹簧座8，弹簧9的一端连接所述弹簧座8，所述弹簧9的另一端固定设置在所述导向槽5的底部，当第一感应片6和第二感应片7接触时，报警电路接通。如图4所示，所述报警电路包括电源14和报警器15，所述电源14、报警器15、第一感应片6和第二感应片7串联。第一感应片6和第二感应片7实质上组合成为一个开关元件，两者接触时，报警电路被接通，报警器15得电，发出报警信号。
24.需要说明的是，电源14根据实际情况进行选择，可以是电池模块，电池模块可以设置在导向柱2外侧。电源14还可以是来源于施工现场所搭建的配电箱，利用配电箱提供电力来源。报警器15可以声报警器、光报警器和声光报警器中的一种。其中所述报警器15可以固定设置在所述导向柱2外侧，还可以单独通过支杆设置在施工现场的合适位置，或者设置在监控室等等，本实施例此处不作具体限制。
25.本实用新型在具体实施时，支撑顶板4支撑隧洞初支的下端，在隧洞初支正常支撑隧洞未发生变形的情况下，第一感应片6和第二感应片7不接触，此时报警电路不接通。若隧洞初支发生向下沉降的形变时，支撑顶板4下端连接的支撑杆件3会向下运动，并压缩弹簧9，在达到报警的形变量时，第一感应片6和第二感应片7接触，并接通报警电路，发出报警信号，提示工作人员隧洞初支变形严重，存在重大安全隐患。其中报警的形变量根据实际情况通过调整第二感应片7与第一感应片6之间的距离来进行调整。一般来说，形变量越大，支撑杆件3向下活动的距离越远，压缩弹簧9的长度也会越长。因此，可以通过选择不同参数（例如弹簧系数）的弹簧9来调节报警的形变量。
26.在一个具体的实施例中，如图1所示，所述底座1的下端设置有竖向通孔10和横向线槽11，所述横向线槽11与所述竖向通孔10相通，所述竖向通孔10与所述导向槽5相通，所述第一感应片6和第二感应片7通过所述竖向通孔10和横向线槽11与所述报警电路线路连接。
27.上面描述的是在底部接线以使第一感应片6和第二感应片7与报警电路线路连接的方式。可以理解的是，还可以通过在导向柱2上开设线孔以使第一感应片6和第二感应片7的线路穿出，以连接报警电路。
28.在一个具体的实施例中，如图3所示，所述导向柱2上对应所述导向槽5设置有透明视窗12。设置透明视窗12可以使得工作人员在日常巡检的时候可以很方便地观测到隧洞初支的下沉形变量，在支撑杆件3向下活动距离过长但还未达到报警形变量的状态可以被观测到，此时可以及时地进行处理。
29.在一个具体的实施例中，如图3所示，所述透明视窗12上设置有刻度13。刻度13的设计可以使得支撑杆件3向下活动距离被读出，在需要时，可以利用支撑杆件3在当下的刻度度数，结合弹簧9的弹簧系数等性能参数，计算出当前的支撑力大小，可以实现支撑力参数的具体化，为后续水利工程施工技术的研究发展提供有效地数据记录。
30.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。