一种隧道断面收敛变形检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及隧道监测技术领域，尤其涉及一种隧道断面收敛变形检测系统。


背景技术：

2.在施工阶段，隧道断面的收敛变形反映了隧道结构与围岩土体在卸荷载条件下的受力状态与稳定性；而在运营阶段，它反映了隧道结构的性能演化，是判断结构安全与运营维护的重要依据。
3.目前主要采用人工断面测量及三维激光扫描对隧道断面的收敛变形进行监测。人工断面测量主要采用精密钢索式数显收敛计，该类测量装置的钢索需要穿越隧道的断面空间，无法在繁忙的运营期的铁路或者公路隧道中进行长期监测，同时操作过程中需要人工现场进行操作，无法实现自动化的长期断面监测。监测精度低而且花费时间长；三维激光扫描虽然达到了高精度测量但是仪器价格过于昂贵，且无法实时显示测得的数据，还需要经常对其进行维护保养，使用很不方便，对于小型隧道监测时，使用激光检测仪器则显然很浪费且不便，因此急需一种结构简单、成本低廉、易操作的隧道收敛变形测量装置。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、成本低廉、易操作的隧道收敛变形测量装置。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种隧道断面收敛变形检测系统，包括变形测量系统和动力控制系统，所述变形测量系统包括测量盘、无线激光测距仪和测量杆，所述测量盘垂直于隧道径向，所述测量杆的一端可转动地设置于测量盘虚拟圆中心，所述测量杆的另一端设置有无线激光测距仪，所述动力控制系统与测量杆传动连接。
6.进一步地，所述测量盘上设置有led灯，所述led灯对应测量盘上角度标识设置。
7.进一步地，所述测量盘内部中空，所述测量盘的正面为透明材质，所述led灯设置于测量盘内部。
8.进一步地，所述测量盘的背面设置有支撑斜杆。
9.进一步地，所述测量杆包括测量指针和测量连杆，所述测量连杆沿其长度方向设置有观测孔，所述测量指针设置于观测孔内。
10.进一步地，所述测量连杆上设置有测量凹槽和开合侧盖板，所述无线激光测距仪设置于测量凹槽内，所述测量凹槽的周面铰接有开合侧盖板，用于固定无线激光测距仪。
11.进一步地，还包括基座和万向轮，所述变形测量系统和动力控制系统设置于基座上，所述基座下端面设置有多个万向轮，所述万向轮与动力控制系统传动连接。
12.进一步地，所述动力控制系统包括动力控制电机和动力控制齿轮，所述测量杆上设置有传送齿轮，所述动力控制电机与动力控制齿轮传动连接，所述动力控制齿轮与传送齿轮相啮合。
13.进一步地，所述动力控制系统还包括操作显示屏，所述操作显示屏与动力控制电机电连接。
14.进一步地，所述动力控制系统还包括支撑立杆和座椅，所述支撑立杆垂直设置，所述操作显示屏设置于支撑立杆上端并与座椅相对。
15.本实用新型的有益效果在于：通过测量杆在测量盘上的转动来确定测量角度；通过测量杆上设置的无线激光测距仪沿确定的测量角度径向位移来获得多个测点变形后的读数，进而确定收敛变形值；该装置结构简单、成本低廉、易操作。
附图说明
16.图1为本实用新型具体实施方式的隧道断面收敛变形检测系统检测时的示意图；
17.图2为本实用新型具体实施方式的隧道断面收敛变形检测系统的结构示意图；
18.图3为本实用新型具体实施方式的隧道断面收敛变形检测系统的测量盘的结构示意图；
19.图4为本实用新型具体实施方式的隧道断面收敛变形检测系统的测量盘的背面的结构示意图；
20.图5为本实用新型具体实施方式的隧道断面收敛变形检测系统的测量杆的结构示意图。
21.标号说明：
22.1、变形测量系统；11、测量盘；12、无线激光测距仪；
23.13、测量杆；131、测量指针；132、测量连杆；133、观测孔；134、测量凹槽；135、开合侧盖板；
24.14、led灯；15、支撑斜杆；16、传动齿轮；
25.2、动力控制系统；21、动力控制电机；22、动力控制齿轮；23、操作显示屏；24、支撑立杆；25、座椅；
26.3、基座；4、万向轮；5、隧道；51、监测点。
具体实施方式
27.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
28.请参照图1至图5，一种隧道断面收敛变形检测系统，包括变形测量系统1和动力控制系统2，所述变形测量系统1包括测量盘11、无线激光测距仪12和测量杆13，所述测量盘11垂直于隧道径向，所述测量杆13的一端可转动地设置于测量盘11虚拟圆中心，所述测量杆13的另一端设置有无线激光测距仪12，所述动力控制系统2与测量杆13传动连接。
29.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过测量杆13在测量盘11上的转动来确定测量角度；通过测量杆13上设置的无线激光测距仪12沿确定的测量角度径向位移来获得多个测点变形后的读数，进而确定收敛变形值；该装置结构简单、成本低廉、易操作。
30.进一步地，所述测量盘11上设置有led灯14，所述led灯14对应测量盘11上角度标识设置。
31.由上述描述可知，通过设置led灯14用于照亮测量盘11，避免隧道的环境亮度不足
以清晰观察测量盘11上的角度标识。
32.进一步地，所述测量盘11内部中空，所述测量盘11的正面为透明材质，所述led灯14设置于测量盘11内部。
33.由上述描述可知，通过将led灯14设置于测量盘11内部，减少外界对灯体发光的干扰；通过设置测量盘11正面的透明材质，利于led灯14的出光。
34.进一步地，所述测量盘11的背面设置有支撑斜杆15。
35.由上述描述可知，操作者可以通过调整支撑斜杆15的倾斜来对测量盘11的摆放角度进行调节。
36.进一步地，所述测量杆13包括测量指针131和测量连杆132，所述测量连杆132沿其长度方向设置有观测孔133，所述测量指针131设置于观测孔133内。
37.由上述描述可知，通过测量连杆132上的观测孔133和测量指针131的设置，使得操作者可以透过观测孔133观测测量指针131对应的测量角度；同时将测量指针131设置于观测孔133内也起到对测量指针131的保护。
38.进一步地，所述测量连杆132上设置有测量凹槽134和开合侧盖板135，所述无线激光测距仪12设置于测量凹槽134内，所述测量凹槽134的周面铰接有开合侧盖板135，用于固定无线激光测距仪12。
39.由上述描述可知，当无线激光测距仪12安装于测量凹槽134内后，通过转动开盒侧盖板，封堵测量凹槽134以固定无线激光测距仪12。
40.进一步地，还包括基座3和万向轮4，所述变形测量系统1和动力控制系统2设置于基座3上，所述基座3下端面设置有多个万向轮4，所述万向轮4与动力控制系统2传动连接。
41.由上述描述可知，通过基座3、万向轮4与动力控制系统2的设置，操作者可以方便地移动装置。
42.进一步地，所述动力控制系统2包括动力控制电机21和动力控制齿轮22，所述测量杆13上设置有传送齿轮，所述动力控制电机21与动力控制齿轮22传动连接，所述动力控制齿轮22与传送齿轮相啮合。
43.由上述描述可知，通过动力控制齿轮22和传动齿轮16的啮合，实现测量杆13转动的控制。
44.进一步地，所述动力控制系统2还包括操作显示屏23，所述操作显示屏23与动力控制电机21电连接。
45.由上述描述可知，通过对操作显示屏23的控制来实现装置的测验。
46.进一步地，所述动力控制系统2还包括支撑立杆24和座椅25，所述支撑立杆24垂直设置，所述操作显示屏23设置于支撑立杆24上端并与座椅25相对。
47.由上述描述可知，通过设置支撑立杆24与座椅25，方便操作者长时的操控。
48.参照图1至图5，本实用新型的实施例一为：
49.如图1和图2所示，本实施例的一种隧道断面收敛变形检测系统，包括变形测量系统1、动力控制系统2、基座3和万向轮4，所述变形测量系统1包括测量盘11、无线激光测距仪12和测量杆13，所述测量盘11垂直于隧道径向，所述测量杆13的一端可转动地设置于测量盘11虚拟圆中心，所述测量杆13的另一端设置有无线激光测距仪12，所述动力控制系统2与测量杆13传动连接。
50.如图2和图3所示，所述测量盘11上设置有led灯14，所述led灯14对应测量盘11上角度标识设置。具体地，所述测量盘11呈扇形，所述led灯14成扇形布置。
51.如图3所示，所述测量盘11内部中空，所述测量盘11的正面为透明材质，所述led灯14设置于测量盘11内部。具体地，所述侧量盘上的刻度量程为240
°
，其中测量度数区间为(-30
°
～0
°
)及(0
°
～210
°
)。
52.如图4所示，所述测量盘11的背面设置有支撑斜杆15。具体地，所述支撑斜杆15一端与测量盘11相连，另一端与基座3相连。
53.如图5所示，所述测量杆13包括测量指针131和测量连杆132，所述测量连杆132沿其长度方向设置有观测孔133，所述测量指针131通过焊接，设置于观测孔133内。
54.如图5所示，所述测量连杆132上设置有测量凹槽134和开合侧盖板135，所述无线激光测距仪12设置于测量凹槽134内，所述测量凹槽134的周面铰接有开合侧盖板135，用于固定无线激光测距仪12。具体地，所述开合侧盖板135由方形金属板及两个开合金属件组成。
55.如图2所示，所述变形测量系统1和动力控制系统2设置于基座3上，所述基座3下端面设置有多个万向轮4，所述万向轮4与动力控制系统2传动连接。具体地，所述基座3由若干根工字梁通过焊接制成。
56.如图2所示，所述动力控制系统2包括动力控制电机21和动力控制齿轮22，所述测量杆13上设置有传送齿轮，所述动力控制电机21与动力控制齿轮22传动连接，所述动力控制齿轮22与传送齿轮相啮合。
57.如图2所示，所述动力控制系统2还包括操作显示屏23，所述操作显示屏23与动力控制电机21电连接。具体地，操作显示屏23能够控制动力齿轮转动的角度，同时可以控制所述万向轮4的行驶方向及速度。
58.如图2所示，所述动力控制系统2还包括支撑立杆24和座椅25，所述支撑立杆24垂直设置，所述操作显示屏23设置于支撑立杆24上端并与座椅25相对。具体地，对应座椅25处的基座3上设置有方形钢板，便于操作者的踩踏。
59.隧道横截面收敛变形检测系统使用方法，包括如下步骤：
60.(1)利用操作显示屏23控制动力控制系统2，将该检测装置开到隧道5测量横截面断面位置；
61.(2)查阅隧道5设计图纸，找到每个断面收敛变形测量监测点51，计算出圆心角度数；
62.(3)然后利用操作显示屏23上控制测量杆13转动按钮，使测量杆13转动到第一个测点位置；
63.(4)然后利用操作显示屏23打开无线激光测距仪12，读取该测点位置处径向距离，作为该测点初始读数；
64.(5)然后重复1-4步，分别读取每个测点位置的初始读数；
65.(6)完成各测点初始读数的采集后，待施工一段时间后，再重复1-5步，读取施工变形后各测点的径向位移，作为各个测点变形后读数
66.(7)各测点的收敛变形值等于初始读数与变形后读数之差，即可得到隧道5横截面上各个测点收敛变形值。
67.综上所述，本实用新型提供的一种隧道横截面收敛变形检测系统，通过测量杆在测量盘上的转动来确定测量角度；通过测量杆上设置的无线激光测距仪沿确定的测量角度径向位移来获得多个测点变形后的读数，进而确定收敛变形值；该装置结构简单、成本低廉、易操作；通过led灯的设置实现对测量盘的照明；通过支撑斜杆的设置，操作者可以对测量盘的摆放角度进行调节；通过测量连杆、观测孔及测量指针的配合，方便操作者观测的同时对测量指针起到保护作用；通过测量凹槽和开合侧盖板的设置实现对无线激光测距仪的固定；通过基座、万向轮及其与动力控制系统的配合，实现装置的快捷移动；通过支撑立杆和座椅相对的设置，方便操作者长时的操控。
68.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，包括变形测量系统和动力控制系统，所述变形测量系统包括测量盘、无线激光测距仪和测量杆，所述测量盘垂直于隧道径向，所述测量杆的一端可转动地设置于测量盘虚拟圆中心，所述测量杆的另一端设置有无线激光测距仪，所述动力控制系统与测量杆传动连接。2.根据权利要求1所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述测量盘上设置有led灯，所述led灯对应测量盘上角度标识设置。3.根据权利要求2所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述测量盘内部中空，所述测量盘的正面为透明材质，所述led灯设置于测量盘内部。4.根据权利要求1所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述测量盘的背面设置有支撑斜杆。5.根据权利要求1所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述测量杆包括测量指针和测量连杆，所述测量连杆沿其长度方向设置有观测孔，所述测量指针设置于观测孔内。6.根据权利要求5所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述测量连杆上设置有测量凹槽和开合侧盖板，所述无线激光测距仪设置于测量凹槽内，所述测量凹槽的周面铰接有开合侧盖板，用于固定无线激光测距仪。7.根据权利要求1所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，还包括基座和万向轮，所述变形测量系统和动力控制系统设置于基座上，所述基座下端面设置有多个万向轮，所述万向轮与动力控制系统传动连接。8.根据权利要求1所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述动力控制系统包括动力控制电机和动力控制齿轮，所述测量杆上设置有传送齿轮，所述动力控制电机与动力控制齿轮传动连接，所述动力控制齿轮与传送齿轮相啮合。9.根据权利要求8所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述动力控制系统还包括操作显示屏，所述操作显示屏与动力控制电机电连接。10.根据权利要求9所述的隧道断面收敛变形检测系统，其特征在于，所述动力控制系统还包括支撑立杆和座椅，所述支撑立杆垂直设置，所述操作显示屏设置于支撑立杆上端并与座椅相对。

技术总结
本实用新型涉及隧道监测技术领域，尤其涉及一种隧道断面收敛变形检测系统，其包括变形测量系统和动力控制系统，所述变形测量系统包括测量盘、无线激光测距仪和测量杆，所述测量盘垂直于隧道径向，所述测量杆的一端可转动地设置于测量盘虚拟圆中心，所述测量杆的另一端设置有无线激光测距仪，所述动力控制系统与测量杆传动连接。通过测量杆在测量盘上的转动来确定测量角度；通过测量杆上设置的无线激光测距仪沿确定的测量角度径向位移来获得多个测点变形后的读数，进而确定收敛变形值；该装置结构简单、成本低廉、易操作。易操作。易操作。


技术研发人员：王晨辉
受保护的技术使用者：福建博海工程技术有限公司
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2022/5/25