一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置，包括电感式应变计和电感式传感器测试仪，电感式应变计包括上部测试装置、中部连接杆、下部固定装置和法兰盘；岩溶溶洞顶板或采空洞顶板发生沉降时能带动感应线圈同步沉降；铁路路基发生沉降时能带动所述磁铁同步沉降；当铁路路基产生的沉降与岩溶溶洞顶板或采空洞顶板产生的沉降不同时，磁铁与感应线圈相互切割产生电流，通过电感式传感器测试仪即可得到岩溶溶洞顶板或采空洞顶板与铁路路基的沉降差值。该装置位于铁路路基底部和地基之间，无需贯穿铁路路基，可避免施工过程中与铁路路基填筑产生相互干扰，且不影响铁路路基和轨道的整体性，不影响列车的安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地基变形监测
，更具体地，涉及岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测。
技术介绍
我国地域辽阔，地质条件复杂多样，铁路路基修建时无法避免的通过易塌陷的岩溶地区和采空区。虽然采用一定的地基加固措施处理，但由于岩溶发育和小型采空洞分布的不规律性，仍存在塌陷的可能。地基发生塌陷时，造成上部铁路路基失去支撑产生塌陷，从而导致铁路路基发生不均匀沉降，影响铁路的平顺性，严重时影响列车的安全运行。因此，对铁路等级较高或比较重要的铁路路基工点有必要进行地基塌陷观测，根据塌陷情况及时采取必要的措施处治，防止产生进一步的危害。已公布的技术专利CN103276755B提供了一种用于铁路筏板基础底部土体脱空变形的监测装置，包括位于筏板下方水平布置的钢板，钢板底面设有将钢板锚固于筏板下方的地基土中的锚杆，钢板顶面固定有竖直设置的内侧钢筋，内侧钢筋外套设有与筏板整体浇筑在一起的竖直设置的筏板钢管，筏板钢管外套设有固定于路堤内的外侧护管。该监测装置采用游标卡尺进行测量，尽管精度高，但运营期间由于列车持续运行，很难实现人工测量，且受测量人员素质、天气等影响，测量质量不易保障。再者，钢管及外侧护管需贯穿铁路路基及上部轨道等，施工过程中与铁路路基填筑易产生相互干扰，且不可避免的影响铁路路基和轨道的整体性，严重时可能形成隐患。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提出了一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置，该装置既要避免人工测量困难的问题，又要保证测量精度和列车的安全运行，同时要求不影响结构的整体性。为实现上述目的，按照本技术，提供了一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置，其特征在于，包括电感式应变计和电感式传感器测试仪，所述电感式应变计包括上部测试装置、中部连接杆、下部固定装置和法兰盘，其中，所述下部固定装置固定连接在岩溶溶洞顶板或采空洞顶板上；所述中部连接杆为中空结构并且其上、下端均敞口，其竖直设置且下端固定连接在所述下部固定装置上，其由不锈钢制成；所述法兰盘固定在铁路路基上，其位于所述中部连接杆的上方并与所述中部连接杆之间存在间距，其中，所述铁路路基位于所述岩溶溶洞顶板或采空洞顶板的上方；所述上部测试装置包括感应线圈和磁铁，所述感应线圈竖直设置并且固定连接在所述中部连接杆的内壁上，所述岩溶溶洞顶板或采空洞顶板在发生沉降时能带动所述中部连接杆和所述感应线圈同步沉降；所述磁铁的上端固定连接在所述法兰盘上，其下端伸入所述感应线圈内，所述铁路路基在发生沉降时能带动所述磁铁同步沉降；所述电感式传感器测试仪通过导线与所述感应线圈连接；铁路路基的沉降和/或岩溶溶洞顶板或采空洞顶板的沉降能使磁铁与感应线圈相互切割产生电流，通过电感式传感器测试仪即可得到铁路路基与岩溶溶洞顶板或采空洞顶板的沉降差值。优选地，所述上部测试装置还包括用于保护感应线圈的波纹管，所述波纹管的上端固定连接在所述法兰盘上，其下端伸入所述感应线圈内，所述磁铁的下端伸入所述波纹管内。优选地，所述下部固定装置包括螺栓及钢筋组，所述螺栓竖直设置并且其上端螺纹连接所述中部连接杆的下端，所述钢筋组包括多根钢筋并且每根钢筋均焊接在所述螺栓的的外侧。优选地，每根钢筋均进行折弯处理，其包括第一折弯端和第二折弯端，所述第一折弯端固定连接在所述螺栓的外侧，所述第二折弯端向上翘起。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本技术的电感式传感器测试仪可以设置在铁路路基封闭线路以外，不受线路封闭、列车运行量大及空间限制的影响，可随时进行观测。(2)本技术采用电感式传感器测试仪对地基塌陷变形数据值进行读数，不受测量人员素质、天气气候因素等影响，测量质量容易得到保障。(3)本技术位于铁路路基底部和岩溶溶洞或采空洞之间，无需贯穿铁路路基，可避免施工过程中与铁路路基填筑产生相互干扰，且不影响铁路路基和轨道的整体性，不影响列车的安全运行。附图说明图1是本技术安装在轨道支撑结构上的结构示意图；图2为本专利技术中的上部测试装置伸入中部连接杆中的结构示意图；图3是本专利技术中的下部固定装置的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。参照图1～图3，一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置，包括电感式应变计1和电感式传感器测试仪，所述电感式应变计1
包括上部测试装置1.1、中部连接杆1.2、下部固定装置1.3和法兰盘1.4，其中，所述下部固定装置1.3固定连接在岩溶溶洞顶板或采空洞顶板7上；所述中部连接杆1.2为中空结构并且其上、下端均敞口，其竖直设置且下端固定连接在所述下部固定装置1.3上；所述法兰盘1.4固定在铁路路基5上，其位于所述中部连接杆1.2的上方并与所述中部连接杆1.2之间存在间距；所述上部测试装置1.1包括磁铁1.1.1和感应线圈1.1.2，所述感应线圈1.1.2竖直设置并且固定连接在所述中部连接杆1.2的内壁上，所述岩溶溶洞或采空洞8在发生塌陷时能使顶板7产生沉降，从而也能带动所述中部连接杆1.2和所述感应线圈1.1.2同步沉降；所述磁铁1.1.1竖直设置并且其上端固定连接在所述法兰盘1.4上并且其与所述中部连接杆1.2之间存在间距，其下端伸入所述感应线圈1.1.2内，所述铁路路基5在发生沉降时能带动所述磁铁1.1.1同步沉降；所述电感式传感器测试仪通过导线1.5与所述感应线圈1.1.2连接；铁路路基5的沉降和/或岩溶溶洞或采空洞8的塌陷能使磁铁1.1.1与感应线圈1.1.2相互切割产生电流，通过电感式传感器测试仪即可得到岩溶溶洞或采空洞8的顶板与铁路路基5的沉降差值。进一步，所述电感式应变计1还包括用于保护感应线圈1.1.2的波纹管1.1.3，所述波纹管1.1.3的上端固定连接在所述法兰盘1.4上，其下端伸入所述感应线圈1.1.2内，所述磁铁1.1.1的下端伸入所述波纹管1.1.3内。进一步，所述下部固定装置1.3包括螺栓1.3.1及钢筋组，所述螺栓1.3.1竖直设置并且其上端螺纹连接在所述中部连接杆1.2的下端，所述钢筋组包括多根钢筋1.3.2并且每根钢筋1.3.2均焊接在所述螺栓1.3.1的的外侧。另外，每根钢筋1.3.2均进行折弯处理，其包括第一折弯端和第二折弯端，所述第一折弯端固定连接在所述螺栓1.3.1的外侧，所述第二折弯端向
上翘起。本技术在安装时，具体施工过程如下：(1)平整场地，根据地基条件进行必要的地基处理，根据设计位置、尺寸等，在可压缩地层6上形成钻孔2。(2)通过螺栓1.3.1螺纹连接中部连接杆1.2，在钻孔2内按要求将带有焊接钢筋1.3.2和螺栓1.3.1的钢管固定在岩溶溶洞顶板或采空洞顶板7上部，从钻孔底部从下往上依次回填灌注水泥砂浆4和中粗砂3。(3)依次安装磁铁1.1.1和感应线圈1.1.2、并将导线1.5从上部引出，在垂直向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置，其特征在于，包括电感式应变计和电感式传感器测试仪，所述电感式应变计包括上部测试装置、中部连接杆、下部固定装置和法兰盘，其中，所述下部固定装置固定连接在岩溶溶洞顶板或采空洞顶板上；所述中部连接杆为中空结构并且其上、下端均敞口，其竖直设置且下端固定连接在所述下部固定装置上，其由不锈钢制成；所述法兰盘固定在铁路路基上，其位于所述中部连接杆的上方并与所述中部连接杆之间存在间距，其中，所述铁路路基位于所述岩溶溶洞顶板或采空洞顶板的上方；所述上部测试装置包括感应线圈和磁铁，所述感应线圈竖直设置并且固定连接在所述中部连接杆的内壁上，所述岩溶溶洞顶板或采空洞顶板在发生沉降时能带动所述中部连接杆和所述感应线圈同步沉降；所述磁铁的上端固定连接在所述法兰盘上，其下端伸入所述感应线圈内，所述铁路路基在发生沉降时能带动所述磁铁同步沉降；所述电感式传感器测试仪通过导线与所述感应线圈连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于岩溶区和采空区铁路路基地基塌陷变形的监测装置，其特征在于，包括电感式应变计和电感式传感器测试仪，所述电感式应变计包括上部测试装置、中部连接杆、下部固定装置和法兰盘，其中，所述下部固定装置固定连接在岩溶溶洞顶板或采空洞顶板上；所述中部连接杆为中空结构并且其上、下端均敞口，其竖直设置且下端固定连接在所述下部固定装置上，其由不锈钢制成；所述法兰盘固定在铁路路基上，其位于所述中部连接杆的上方并与所述中部连接杆之间存在间距，其中，所述铁路路基位于所述岩溶溶洞顶板或采空洞顶板的上方；所述上部测试装置包括感应线圈和磁铁，所述感应线圈竖直设置并且固定连接在所述中部连接杆的内壁上，所述岩溶溶洞顶板或采空洞顶板在发生沉降时能带动所述中部连接杆和所述感应线圈同步沉降；所述磁铁的上端固定连接在所述法兰盘上，其下端伸入所述感应线圈内，所述铁路路基在发生沉降时能...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建湖，李小和，赵新益，姚洪锡，李巍，王勇刚，杨辉建，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42