一种隧道围岩的监测装置的制作方法

1.本技术涉及隧道监测的领域，尤其是涉及一种隧道围岩的监测装置。


背景技术：

2.隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，一般可分为公路隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道。其中，公路隧道在开挖过程中通过对隧道的地质状态、拱顶沉降、地表沉降及围岩位移等进行实时的监测，并对其做出科学合理的评价，以保证施工安全。
3.在围岩位移监测中，监测断面洞顶的位移最为重要。目前，常见的监测方式是在需要监测的断面洞顶进行打孔，再通过螺栓安装支撑件，支撑件上固定连接有标尺，之后通过激光发射装置对处于待测点的标尺进行照射，根据光斑在标尺上位置的变化得出监测数据，并且在标尺上设置有光敏传感器，对其进行实时远程监测。
4.针对上述中的相关技术，在断面洞顶打孔过程中，打孔位置容易出现偏差，导致标尺位置发生偏移，影响测量结果，但需要调整标尺位置时，需要重新打孔和重新安装标尺的位置，操作较为麻烦，因此需要改进。


技术实现要素：

5.为了便于标尺位置的调节，本技术提供一种隧道围岩的监测装置。
6.本技术提供的一种隧道围岩的监测装置采用如下的技术方案：一种隧道围岩的监测装置，包括支撑架、齿条、第一套筒、第一调节组件、第二调节组件和标尺，支撑架包括支撑杆和两个连接块，支撑杆上开设有若干安装孔，两连接块间隔固定连接于支撑杆下侧，齿条固定连接于两连接块之间，第一套筒套设于齿条，第一调节组件包括拉杆、齿轮、连接板和弹性件，拉杆活动穿设于第一套筒，齿轮固定连接于拉杆且与齿条啮合，连接板固定连接于拉杆一端，弹性件位于第一套筒与连接板之间，且用于驱使连接板朝向远离第一套筒一侧移动，齿轮靠近连接板一侧设置有限转块，第一套筒开设有限转槽，限转块嵌设于限转槽中，第二调节组件包括转杆和安装环，转杆设置于第一套筒下方，安装环转动连接于转杆下端，且安装环与转杆之间设置有阻尼套。
7.通过采用上述技术方案，安装监测装置时，通过螺栓穿设于安装孔将支撑杆固定连接于断面洞顶的打孔处，朝外拉动拉杆，使限转块脱离限转槽，再转动拉杆带动齿轮转动，在齿轮和齿条的配合下，第一套筒沿齿条长度方向滑移，当滑移至合适位置后，放开拉杆，在弹性件作用下，限转块复位嵌设于限转槽，以限制拉杆转动，对第一套筒进行固定，以实现标尺水平位置的调节。并且，通过转动安装环且在阻尼套的作用下，实现标尺角度的调节并稳定固定，两者同时调节使得调节位置更精确。因此，断面洞顶的打孔位置出现偏差时，无需重新打孔和重新安装标尺的位置，便于标尺位置的调节。
8.优选的，第一调节组件还包括转套，转套转动固定连接于第一套筒远离连接板一侧，转套远离第一套筒一端沿自身轴线方向开设有第一限位槽和第二限位槽，第一限位槽
和第二限位槽沿转套周向间隔设置，拉杆上设置有限位杆，当限位杆限位于第一限位槽时，限转块与限转槽脱离，当限位杆限位于第二限位槽时，限转块嵌设于限转槽中；其中，限转块的竖直截面几何中心到边界不等距。
9.通过采用上述技术方案，通过设置转套，朝外拉动拉杆时，使得限位杆脱离第二限位槽，以及限转块与限转槽脱离，之后转动转套，并放开拉杆，使限位杆限位于第一限位槽中，对拉杆进行限位，同时限转块与限位槽保持脱离状态，拉杆和转套同步转动，以便于调节第一套筒的位置。其中，调节完第一套筒的位置后，需要再次朝外拉动拉杆，使得限位杆脱离第一限位槽，且齿轮与齿条脱离啮合状态，转动拉杆使其复位至初始状态，与此同时转动转套，再放开拉杆使限位杆再次限位于第二限位槽中，此时限转块能够重新嵌设于限转槽中，以保证第一调节组件正常工作。
10.优选的，还包括第三调节组件，第三调节组件包括第二套筒、固定板和固定柱，第二套筒套设于第一套筒下端，且沿竖直方向滑移，第二套筒下端与转杆上端固定连接，第二套筒远离连接板一侧沿竖直方向间隔开设有若干固定孔，固定板设置于第一套筒内且沿拉杆轴线方向滑移，固定柱固定连接于固定板一侧，固定柱穿设于第一套筒且插接于固定孔中。
11.通过采用上述技术方案，通过设置第二套筒、固定板和固定柱，通过竖直方向滑移第二套筒，再移动固定板使得固定柱插接于固定孔中，实现第二套筒的固定，从而实现标尺的竖直方向调节。
12.优选的，固定板上端向上延伸且转动固定于拉杆，转套远离第一套筒一端沿自身轴线方向开设有第三限位槽，当限位杆限位于第三限位槽时，限转块嵌设于限转槽中，且固定柱脱离固定孔。
13.通过采用上述技术方案，当需要调节第二套筒位置时，朝外拉动拉杆，使得限位杆脱离第二限位槽，转动转套并放开拉杆，使限位杆限位于第三限位槽，此时固定柱脱离固定孔，再竖直滑移第二套筒调节其位置，调节完成后，再次朝外拉动拉杆，使得限位杆脱离第三限位槽，转动转套并放开拉杆，使限位杆限位于第二限位槽，此时固定柱插接于固定孔中，实现第二套筒位置调节后的固定。
14.优选的，固定板设置于转套与齿轮之间。
15.通过采用上述技术方案，通过设置固定板位于转套与齿轮之间，以减小第一套筒的尺寸。
16.优选的，转套靠近第一套筒一端周侧设置有三个指针，三指针对应第一限位槽、第二限位槽和第三限位槽位置设置，第一套筒靠近转套一侧设置有复位刻度。
17.通过采用上述技术方案，通过设置指针和复位刻度，使得转套的第一限位槽、第二限位槽和第三限位槽位置快速准确对准拉杆位置，以便于拉杆的复位。
18.优选的，弹性件设置为弹簧，弹簧一端与第一套筒抵接，另一端与连接板抵接。
19.通过采用上述技术方案，通过设置弹性件设置为弹簧，结构简单且安装方便。
20.优选的，拉杆位于连接板另一端设置有梅花手柄。
21.通过采用上述技术方案，通过设置梅花手柄，便于拉动拉杆以及转动拉杆。
22.优选的，安装环内周侧设置有滑环，标尺两端设置有滑块，滑块上开设有滑槽，滑环嵌设于两滑槽中。
23.通过采用上述技术方案，通过设置滑环和滑块，滑块通过滑槽与滑环相对滑动，当支撑杆安装存在倾斜角度时，在标尺重力作用下，标尺滑动并保持竖直状态，并且光敏传感器固定于标尺，从而避免激光照射点从光敏传感器组上偏移，保证监测数据的真实性。
24.优选的，安装环一侧设置有安装板，标尺转动连接于安装板，且转动的圆心与安装环的圆心相同。
25.通过采用上述技术方案，通过设置安装板，使得标尺滑动于安装环更为顺畅。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.安装监测装置时，通过螺栓穿设于安装孔将支撑杆固定连接于断面洞顶的打孔处，朝外拉动拉杆，使限转块脱离限转槽，再转动拉杆带动齿轮转动，在齿轮和齿条的配合下，第一套筒沿齿条长度方向滑移，当滑移至合适位置后，放开拉杆，在弹性件作用下，限转块复位嵌设于限转槽，以限制拉杆转动，对第一套筒进行固定，以实现标尺水平位置的调节。并且，通过转动安装环且在阻尼套的作用下，实现标尺角度的调节并稳定固定，两者同时调节使得调节位置更精确。因此，断面洞顶的打孔位置出现偏差时，无需重新打孔和重新安装标尺的位置，便于标尺位置的调节；2.通过设置转套，朝外拉动拉杆时，使得限位杆脱离第二限位槽，以及限转块与限转槽脱离，之后转动转套，并放开拉杆，使限位杆限位于第一限位槽中，对拉杆进行限位，同时限转块与限位槽保持脱离状态，拉杆和转套同步转动，以便于调节第一套筒的位置。其中，调节完第一套筒的位置后，需要再次朝外拉动拉杆，使得限位杆脱离第一限位槽，且齿轮与齿条脱离啮合状态，转动拉杆使其复位至初始状态，与此同时转动转套，再放开拉杆使限位杆再次限位于第二限位槽中，此时限转块能够重新嵌设于限转槽中，以保证第一调节组件正常工作；3.当需要调节第二套筒位置时，朝外拉动拉杆，使得限位杆脱离第二限位槽，转动转套并放开拉杆，使限位杆限位于第三限位槽，此时固定柱脱离固定孔，再竖直滑移第二套筒调节其位置，调节完成后，再次朝外拉动拉杆，使得限位杆脱离第三限位槽，转动转套并放开拉杆，使限位杆限位于第二限位槽，此时固定柱插接于固定孔中，实现第二套筒位置调节后的固定。
附图说明
27.图1是本技术实施例中的检测装置整体结构示意图；图2是本技术实施例中的检测装置剖面结构示意图；图3是本技术实施例中的检测装置整体结构另一视角示意图；图4是图3中的a部放大示意图；图5是本技术实施例中的转套整体结构示意图；图6是本技术实施例中的第二调节组件整体结构示意图。
28.附图标记：1、支撑架；11、支撑杆；12、连接块；13、安装孔；2、齿条；3、第一套筒；31、限转槽；32、加厚部；33、复位刻度；4、第一调节组件；41、拉杆；411、限位杆；42、齿轮；421、限转块；43、连接板；44、弹簧；45、梅花手柄；46、转套；461、第一限位槽；462、第二限位槽；463、第三限位槽；464、指针；5、第二调节组件；51、转杆；52、安装环；53、阻尼套；54、滑环；55、安装板；6、标尺；7、第三调节组件；71、第二套筒；711、固定孔；72、固定板；73、固定柱；8、滑块；
9、滑槽。
具体实施方式
29.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种隧道围岩的监测装置。
31.参照图1和图2，监测装置包括支撑架1、齿条2、第一套筒3、第一调节组件4、第二调节组件5和标尺6，支撑架1包括支撑杆11和两个连接块12，支撑杆11为矩形杆状且呈水平设置，支撑杆11沿自身长度方向间隔开设有两个安装孔13。两连接块12垂直固定连接于支撑杆11下侧，齿条2固定连接于两连接块12之间，且齿面朝下设置。第一套筒3为矩形套筒，且呈竖直设置，第一套筒3套设于齿条2。第一调节组件4包括拉杆41、齿轮42、连接板43和弹性件，拉杆41活动穿设于第一套筒3，且与齿条2垂直设置，拉杆41一端固定连接有梅花手柄45，以便于拉杆41的拉动和转动。齿轮42固定连接于拉杆41且位于第一套筒3内，齿轮42与齿条2相啮合。连接板43固定连接于拉杆41远离梅花手柄45一端，弹性件位于连接板43与第一套筒3之间，弹性件驱使连接板43朝向远离第一套筒3一侧移动。同时，齿轮42靠近连接板43一侧一体连接有限转块421，第一套筒3开设有限转槽31，限转块421嵌设于限转槽31中，以限制拉杆41的转动。第二调节组件5包括转杆51和安装环52，转杆51竖直设置且设置于第一套筒3下方，安装环52转动连接于转杆51下端，标尺6固定连接于安装环52。其中，安装环52与转杆51之间设置有阻尼套53，以便于安装环52转动后通过阻尼固定。
32.安装监测装置时，通过螺栓穿设于安装孔13将支撑杆11固定连接于断面洞顶的打孔处，通过梅花手柄45朝外拉动拉杆41，使限转块421脱离限转槽31，再转动拉杆41带动齿轮42转动，在齿轮42和齿条2的配合下，第一套筒3沿齿条2长度方向滑移，当滑移至合适位置后，放开拉杆41，在弹性件作用下，限转块421复位嵌设于限转槽31，以限制拉杆41转动，对第一套筒3进行固定，从而实现标尺6水平位置的调节。并且，通过转动安装环52且在阻尼套53的作用下，实现标尺6角度的调节并稳定固定，通过第一调节组件4与第二调节组件5相互配合，调节标尺6至精准的位置。因此，断面洞顶的打孔位置出现偏差时，无需重新打孔和重新安装标尺6的位置，以便于标尺6位置的调节。
33.参照图2、图3和图4，第一调节组件4还包括转套46，转套46为圆筒套，转动固定连接于第一套筒3远离连接板43一侧，转筒远离第一套筒3一端开设有第一限位槽461和第二限位槽462，第一限位槽461的长度方向与第二限位槽462的长度方向与转套46轴线方向平行，第一限位槽461的长度小于第二限位槽462的长度，且第一限位槽461与第二限位槽462沿转套46轴线间隔设置。同时，拉杆41上对应一体连接有限位杆411，在弹性件作用下，使限位杆411限位于第一限位槽461时，限转块421与限转槽31脱离，此时拉杆41和转套46同步转动，无需在朝外拉出拉杆41的状态下转动拉杆41，以便于调节第一套筒3的位置。在弹性件作用下，使限位杆411限位于第二限位槽462时，限转块421嵌设于限转槽31，限制拉杆41转动。其中，第一套筒3位于连接板43一侧凸出有加厚部32，限转槽31延伸至加厚部32，并且在本实施例中，弹性件为弹簧44，弹簧44一端与加厚部32抵接，另一端与连接板43抵接。
34.需要注意的是，限转块421的竖直截面几何中心到边界不等距，优选的为正方形状，其他实施例中可以为多边形或椭圆形等，当调节完第一套筒3的位置后，需要再次朝外拉动拉杆41，使得限位杆411脱离第一限位槽461，且齿轮42与齿条2脱离啮合状态，转动拉
杆41使其复位至初始状态，并转动转套46，再放开拉杆41使限位杆411再次限位于第二限位槽462中，此时齿轮42与齿条2重新啮合，以及限转块421能够重新嵌设于限转槽31中，以保证第一调节组件4正常工作。
35.参照图2、图3和图4，监测装置还包括第三调节组件7，第三调节组件7包括第二套筒71、固定板72和固定柱73，第二套筒71也呈矩形筒状，第二套筒71套设于第一套筒3下端，且沿竖直方向滑移，转杆51固定连接于第二套筒71下端。第二套筒71远离连接板43一侧开设有若干固定孔711，若干固定孔711沿竖直方向间隔设置，固定板72设置于第一套筒3内，且位于转套46与齿轮42之间。固定板72向上延伸通过轴承与拉杆41转动固定连接，在拉杆41作用下带动固定板72沿拉杆41轴线方向移动。固定柱73固定连接于固定板72远离连接板43一侧，固定柱73穿设于第一套筒3且插接于固定孔711中。并且，转套46远离第一套筒3一端沿自身轴线方向开设有第三限位槽463，第三限位槽463的长度大于第二限位槽462的长度，在弹簧44的作用下，使限位杆411限位于第三限位槽463时，限转块421嵌设于限转槽31，且固定柱73脱离固定孔711，此时滑移第二套筒71至需要的位置，调节完成后，通过梅花手柄45朝外拉动拉杆41，使得限位杆411脱离第三限位槽463，转动转套46并放开拉杆41，使限位杆411限位于第二限位槽462，此时固定柱73插接于固定孔711中，实现第二套筒71位置调节后的固定。
36.参照图4和图5，转套46靠近第一套筒3一端周侧设置有三个指针464，三指针464对应第一限位槽461、第二限位槽462和第三限位槽463位置设置，即三指针464分别位于第一限位槽461、第二限位槽462和第三限位槽463长度方向上，且各指针464对应设置有标记，以便于识别。第一套筒3靠近转套46一侧设置有复位刻度33，当拉杆41处于初始状态时，对应第二限位槽462的指针464指向复位刻度33，此时拉杆41限位于第二限位槽462中。
37.参照图6，安装环52内周侧一体连接有滑环54，标尺6两端设置有滑块8，滑块8上开设有滑槽9，滑环54嵌设于两滑槽9中，同时光敏传感器（图中未示出）固定于标尺6，滑块8通过滑槽9与滑环54相对滑动，当支撑杆11安装存在倾斜角度时，在标尺6重力作用下，标尺6滑动并保持竖直状态，从而避免激光照射点从光敏传感器组上偏移，保证监测数据的真实性。进一步的，安装环52靠近连接板43一侧通过螺栓固定连接有安装板55，标尺6的中心转动连接于安装板55，且转动的圆心与安装环52的圆心相同，使得标尺6滑动于安装环52更为顺畅。
38.本实施例的实施原理为：拉杆41处于初始状态时，限位杆411限位于第二限位槽462中，限转块421嵌设于限转槽31中，固定柱73插接于固定孔711中，需要说明的是，调节标尺6水平位置和竖直位置后，拉杆41均处于初始状态。
39.当需要调节标尺6的水平位置时，通过梅花手柄45朝外拉动拉杆41，使限转块421脱离限转槽31，且限位杆411脱离第二限位槽462，转动转套46使对应第一限位槽461的指针464指向复位刻度33，放开拉杆41，在弹簧44作用下限位杆411限位于第一限位槽461中，再转动拉杆41带动齿轮42转动，在齿轮42和齿条2的配合下，第一套筒3沿齿条2长度方向滑移；当滑移至合适位置后，再次朝外拉动拉杆41，限位杆411与第一限位槽461脱离，以及齿轮42与齿条2脱离，转动转套46使对应第二限位槽462的指针464指向复位刻度33，转动拉杆41复位后放开，在弹簧44作用下齿轮42和齿条2重新啮合，以及限位杆411限位于第二限位槽462中，此时限转块421复位嵌设于限转槽31，以限制拉杆41转动，对第一套筒3进行固定，
完成标尺6水平位置的调节。
40.当需要调节标尺6的竖直位置时，通过梅花手柄45朝外拉动拉杆41，使得限位杆411脱离第二限位槽462，转动转套46使对应第三限位槽463的指针464指向复位刻度33，放开拉杆41，在弹簧44作用下限位杆411限位于第三限位槽463中，此时固定柱73脱离固定孔711，再竖直滑移第二套筒71调节其位置；调节完成后，再次朝外拉动拉杆41，使得限位杆411脱离第三限位槽463，转动转套46使对应第二限位槽462的指针464指向复位刻度33，放开拉杆41，使限位杆411限位于第二限位槽462，此时固定柱73插接于固定孔711中，实现第二套筒71位置调节后的固定。
41.当需要调节标尺6的角度时，通过转动安装环52且在阻尼套53的作用下，实现标尺6角度的调节并稳定固定。
42.综上所述，即使断面洞顶的打孔位置出现偏差时，根据上述记载进行调节标尺6的位置，无需重新打孔和重新安装标尺6的位置，便于标尺6位置的调节。
43.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。