一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法，包括在拱顶的围岩中钻孔，将单点位移计固定在安装支架上；安装支架包括防护外罩、连接筒和测杆，测杆上端通过树脂锚固剂固定在围岩的内部；连接筒下部与活塞杆固联，使得锚固点、测杆和活塞杆联接为一体；在围岩表面施做初期支护喷射混凝土，使得防护外罩、螺管线圈和初期支护喷射混凝土固为一体；将螺管线圈通过导线连接至外部读数仪，由读数仪采集拱顶围岩内部的位移参数。本发明专利技术解决了电感调频式单点位移计在拱顶围岩内部位移的测量时存在的锚头锚固困难、位移计螺管线圈难以固定的问题，可确保电感调频式单点位移计安装的可靠性和量测数据的准确性。靠性和量测数据的准确性。靠性和量测数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法


[0001]本专利技术涉及隧道及地下工程测试
，具体涉及一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法。

技术介绍

[0002]围岩内部位移量大小是客观反映岩体松动范围和围岩稳定状态等的重要指标，是锚杆、锚索等支护参数优化的重要依据。单点位移计广泛应用于隧道及地下工程的围岩内部位移量测，具有振弦式、光纤光栅式、电感调频式等多种类型。
[0003]电感调频式单点位移计采用电感磁通调频技术原理设计，与拉杆固接的导磁体活塞杆插入螺管线圈并可来回移动，线圈的电感量与导磁体活塞杆插入线圈的长度有关。当发生位移时，将引起线圈电感量的变化，电感调频电路将线圈电感量的变化变换成频率信号，通过读数仪即可显示位移值。相对于其他类型的单点位移计，电感调频式单点位移计具有更高的稳定性、可靠性和耐久性。
[0004]电感调频式单点位移计安装时由位移计本体(包括导磁体活塞杆和螺管线圈)、不锈钢钢筋测杆、PVC测杆保护管、锚头等组成，其中锚头需通过钻孔注浆进行埋设固定，其固定程度直接决定了单点位移计测试数据的可靠性。
[0005]但是当在隧道拱顶的围岩中向上安装单点位移计时，注浆浆液很难在锚头部位汇集、固结，从而存在锚头固定困难、单点位移计安装失败的问题。而且，也难以使用不锈钢钢筋测杆及锚头对树脂锚固剂实现有效搅拌和锚固。对此，也有尝试在锚头部位设置锚爪进行锚头固定的方法，但实际固定效果往往难以达到令人满意的效果。此外，还存在初期支护喷射混凝土凝固前单点位移计本体中螺管线圈难以可靠固定的问题。以上问题严重影响了电感调频式单点位移计安装的可靠性和量测数据的准确性。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术提出一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法，以解决电感调频式单点位移计在隧道拱顶向上安装时存在的锚头锚固困难、位移计螺管线圈难以固定的问题，确保电感调频式单点位移计安装的可靠性和量测数据的准确性。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法，包括以下步骤：
[0009]【1】在拱顶的围岩中钻孔，将单点位移计固定在安装支架上；
[0010]所述的单点位移计包括上下相对位移的螺管线圈、活塞杆；
[0011]所述的安装支架包括防护外罩、连接筒和测杆，测杆安装在所述的钻孔内，测杆上端通过树脂锚固剂固定在围岩的内部；所述的防护外罩的上端固定在围岩表面，防护外罩的下端与位移计的螺管线圈固联；所述的连接筒包括活动连接的连接筒上部和连接筒下部；所述的连接筒上部与测杆的下端固联，连接筒下部与活塞杆固联，使得锚固点、测杆和活塞杆联接为一体；
[0012]【2】在围岩表面施做初期支护喷射混凝土，将防护外罩覆盖于喷射混凝土内部，使得防护外罩、螺管线圈和初期支护喷射混凝土固为一体；
[0013]【3】将螺管线圈通过导线连接至外部读数仪，由读数仪采集拱顶围岩内部的位移参数。
[0014]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，所述连接筒上部内设置有锚具，实现测杆下端和连接筒上部的固联。
[0015]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，所述的钻孔内部安装有护壁钢管，所述的测杆为钢绞线，所述护壁钢管套在测杆外部，以避免测杆受到钻孔孔壁的挤压约束作用。
[0016]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，测杆在围岩内部的锚固方法是：将树脂锚固剂送入至钻孔最深处，然后将钢绞线测杆插入钻孔，借助钻机带动钢绞线测杆对树脂锚固剂进行搅拌，搅拌完毕后固化相应的时间，实现钢绞线测杆在钻孔深处的锚固。
[0017]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，护壁钢管的安装方法是：将护壁钢管(9)穿过钢绞线测杆的外露段后，由钻机将护壁钢管顶入钻孔，在钻孔径缩变形作用和轴向摩阻力作用下，护壁钢管被留存在钻孔中。
[0018]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，测杆的外露端长度为10
‑
20cm。
[0019]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，护壁钢管为整根钢管或若干只螺纹连接的钢管组。
[0020]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，所述的连接筒上部和连接筒下部通过螺纹活动连接。
[0021]上述隧道拱顶围岩内部位移的测量方法中，所述的防护外罩的上端通过膨胀螺丝固定在围岩表面，防护外罩的下端通过螺纹与螺管线圈固联。
[0022]本专利技术的有益技术效果如下：
[0023]一、电感调频式单点位移计向上安装于隧道拱顶时，采用本专利技术的技术方案，钢绞线测杆的最上端能够可靠锚固于围岩深处指定位置处，同时钢绞线测杆的最下端能够与位移计本体中的活塞杆实现有效连接，从而确保围岩内部的锚固部位(待测量位移点)、钢绞线测杆、活塞杆联接为一体，同时螺管线圈通过防护外罩可靠地固定在围岩表面，克服了传统方法中隧道拱顶的围岩向上安装单点位移计时，存在的锚头固定困难、单点位移计安装失败等问题，实现了围岩内部的锚固点位移的可靠准确测量。
[0024]二、本专利技术能够确保在初期支护喷射混凝土凝固之前单点位移计本体中的螺管线圈能够固定于围岩表面，使单点位移计本体中的螺管线圈与围岩表面之间为一致变形，由读数仪读取的量测数据即为锚固部位与围岩表面之间的准确相对位移。总之，采用本专利技术的技术方案，能够确保电感调频式单点位移计安装的可靠性和量测数据的准确性，实现隧道拱顶位移的准确测量。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中单点位移计的安装支架示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例中锚具固定于钢绞线的示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中连接筒上部与连接筒下部之间的连接示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例中连接筒下部与位移计活塞杆之间的连接示意图；
[0029]图5为本专利技术实施例中防护外罩固定于围岩表面的示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例中防护外罩与位移计活塞杆之间的连接示意图；
[0031]图7为本专利技术基于单点位移计的隧道拱顶围岩内部位移测量方法步骤图。
[0032]附图标记：1
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螺管线圈；2
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活塞杆；3
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防护外罩；4
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连接筒上部；5
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连接筒下部；6
‑
锚具；7
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钢绞线测杆；8
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树脂锚固剂；9
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护壁钢管；10
‑
围岩；11
‑
膨胀螺丝；12
‑
喷射混凝土；13
‑
读数仪。
具体实施方式
[0033]如图1
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图6所示，下面以电感调频式单点位移计在隧道拱顶的安装及围岩内部位移测量为例，介绍本专利技术的具体技术方案。该单点位移计包括上下相对位移的螺管线圈1和活塞杆2，读数仪获取螺管线圈1和活塞杆2之间的相对位移参数，实现被测目标的位移测量。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道拱顶围岩内部位移的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：【1】在拱顶的围岩(10)中钻孔，将单点位移计固定在安装支架上；所述的单点位移计包括上下相对位移的螺管线圈(1)和活塞杆(2)；所述的安装支架包括防护外罩(3)、连接筒和测杆(7)，测杆(7)安装在所述的钻孔内，测杆(7)上端通过树脂锚固剂固定在围岩(10)的内部；所述的防护外罩(3)的上端固定在围岩(10)表面，防护外罩(3)的下端与位移计的螺管线圈(1)固联；所述的连接筒包括活动连接的连接筒上部(4)和连接筒下部(5)；所述的连接筒上部(4)与测杆(7)的下端固联，连接筒下部(5)与活塞杆(2)固联，使得锚固点、测杆(7)和活塞杆(2)联接为一体；【2】在围岩表面施做初期支护喷射混凝土(12)，将防护外罩(3)覆盖于喷射混凝土(12)内部，使得防护外罩(3)、螺管线圈(1)和初期支护喷射混凝土(12)固为一体；【3】将螺管线圈(1)通过导线连接至外部读数仪(13)，由读数仪(13)采集拱顶围岩内部的位移参数。2.根据权利要求1所述的隧道拱顶围岩内部位移的测量方法，其特征在于：所述连接筒上部(4)内设置有锚具(6)，实现测杆(7)下端和连接筒上部(4)的固联。3.根据权利要求1所述的隧道拱顶围岩内部位移的测量方法，其特征在于：所述的钻孔内部安装有护壁钢管(9)，所述的测杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽俊，陈建勋，罗彦斌，张立鑫，王赓尧，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：